Кинематический анализ рычажного механизма

Министерство Российской Федерации

по делам гражданской  обороны, чрезвычайным ситуациям

и  ликвидации последствий  стихийных бедствий

 

 

Ивановский институт Государственной 

противопожарной службы МЧС России

 

 

 

Кафедра механики и инженерной графики

 

 

 

 

Курсовая работа

 

по дисциплине: «Механика»

 

 

 

Тема: «Кинематический анализ рычажного механизма»

 

 

 

Выполнил:                                   студент  курса  учебной группы

           

 

 Руководитель проекта:                                                  доцент кафедры

                                                               механики и инженерной графики, 

                                                               

 

 

         Дата защиты:

 

                                                         Оценка:                      

 

 

 

 

Иваново 2012

 

 

Введение

 

 Прикладная механика, которая в настоящее время  объединяет такие дисциплины, как:  ТММ; сопротивление материалов; детали  машин и подъемно-транспортные  машины; является одной из старейших  отраслей наук. Известно, например, что еще при строительстве египетских пирамид использовались простейшие механизмы (рычаги, блоки и т.д.). Наука, как таковая, выделилась около 200 лет тому назад. Существенный вклад в развитие практической механики внесли такие ученые и изобретатели, как: М.В. Ломоносов; И.И. Ползунов – создатель паровой машины; И.П. Кулибин – создатель часов автоматов; механизма протеза и др.; отец и сын Черепановы, построившие первый в России паровоз; Л. Эйлер, разработавший теорию плоского зацепления и предложивший эвольвенты профиль зубьев колес, который используется в настоящее время.

 Кинематика – это раздел теоретической механики, который дает представление о различных кинематических характеристик твердых тел, а так же соотношения между ними.

 Теория механизмов и машин (ТММ) является одним из разделов механики, в котором изучается строение, кинематика и динамика механизмов и машин в связи с их анализом и синтезом.

 В ТММ изучаются свойства отдельных типовых механизмов, широко применяемых и самых различных машинах, приборах и устройствах.

Основной задачей кинематики механизмов является изучение движения звеньев механизмов вне зависимости  от сил, действующих на эти звенья.

 Механизмом называется система твердых тел, объединенных геометрическими или динамическими связями, и предназначенных для преобразования движения входного звена в требуемое движение выходных звеньев. 
Твердые тела, входящие в состав механизма, называются звеньями.

 Каждая подвижная деталь или группа деталей, образующая одну жесткую подвижную систему тел, называется подвижным звеном механизма.

 Соединение двух соприкасающихся звеньев, допускающее их относительное движение, называется кинематической парой.

 Рычажный механизм, механизм, состоящий из звеньев, соединённых между собой в низшие кинематические пары.

 Кривошип - звено кривошипного механизма, совершающее цикловое вращательное движение на полный оборот вокруг неподвижной оси. Как правило, выступает в роли ведущего звена рычажных и зубчато-рычажных механизмов

 Шатун (деталь) - деталь кривошипно-шатунного механизма, соединяющая поршень, совершающий возвратно-поступательное движение с коленчатым валом (или кривошипом) совершающим вращательное движение.

 Коромысло – звено, которое совершает неполный оборот вокруг своей оси.

 При выполнение самостоятельно расчетно-графическую работу по дисциплине «Механика» помогло приобрести, восполнить и закрепить знания в разделе «Теории механизмов и машин».

 

 

Техническое задание.

 

 

 

Исходные данные.

Угол наклона звена АВ:

1. 30º,
2. 120º,
3. 210º,
4. 300º. 
   

1.Структурный  анализ механизма.

1.1 Определение количества  подвижных звеньев (n).

   1) Кривошип

   2) Шатун (ферма)

   3) Коромысло

n=3

 

1.2 Определение количества  кинематических пар.

№ п/п	Рисунок кинематических пар	Класс кинематических пар	Вид кинематических пар
1		5	В
2		5	В
3		5	В
4		5	В

W=3∙n-2∙p=3∙3-2∙4=1

Вывод: W=1, следовательно, механизм подвижный.

2. Чертеж механизма  в трех положениях

2.1Опредение масштаба  построения механизма.

=30/500=0.06мм/м

2.2 Определение значений длин звеньев в полученном масштабе.

 

;

;

;

;

;

.

2.3 Построение механизма  в первом положение угол 30°.

2.4 Построение механизма  во втором положение угол 120°.

2.5 Построение механизма  в третьем положение угол  300°.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Определение  скоростей точек механизма методом  «Планов»

Теорема о сложении скоростей при  плоскопараллельном движение:

  Чтобы определить скорость  одной точки на звене, совершающем  плоскопараллельное движение, надо  векторно сложить скорость другой  точки на этом же звене и  скорость вращательного движения  (поворота)  первой точки вокруг  второй.

Частота вращение входного звенья : n=180 об/мин.

1. Определение скоростей точек механизма в первом положение угол 30°.

1.1 Определение скорости точки А.

 

 1.2 Определение скорости точки В.

  1.3 Определение скорости точки D.

 

1.4 Определение масштаба  построения «Планка» скоростей.

1.5 Определение скорости точки  С.

 

 

 

1.6 Определение скорости точки Е.

Для определения скорости точки Е используется теорема о подобии треугольников: Два треугольника подобны, если два угла одного треугольника соответственно равны двум углам другого.

  BCE bce

 

 

 

 

 

2. Определение скоростей точек механизма во втором положение

угол 120°.

2.1 Определение скорости  точки А.

 

 2.2 Определение скорости точки В.

  2.3 Определение скорости точки D.

 

2.4 Определение масштаба  построения «Планка» скоростей.

2.5 Определение скорости точки  С.

 

 

 

2.6 Определение скорости  точки Е.

Для определения скорости точки Е используется теорема  о подобии треугольников: Два треугольника подобны, если два угла одного треугольника соответственно равны двум углам другого.

  BCE bce

 

 

 

 

 

3. Определение скоростей точек механизма в третьем положение

угол 300°.

3.1 Определение скорости  точки А.

 

 3.2 Определение скорости точки В.

  3.3 Определение скорости точки D.

 

3.4 Определение масштаба построения «Планка» скоростей.

3.5 Определение скорости точки  С.

 

 

 

3.6 Определение скорости  точки Е.

Для определения скорости точки Е используется теорема о подобии треугольников: Два треугольника подобны, если два угла одного треугольника соответственно равны двум углам другого.

  BCE bce

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Определение угловых скоростей звеньев механизма.

 

4.1 Определение угловых скоростей звеньев для первого положения угол 30°.

 

 

 

 

4.2 Определение угловых  скоростей звеньев для второго  положения 

угол  120°.

 

 

 

 

4.3 Определение угловых  скоростей звеньев для третьего положения

угол  300°.

 

 

 

 

5.  Определение ускорений точек механизма.

5.1. Определение ускорений точек механизма в первом положении угол 30°.

  5.1.1 Определение ускорения точки А.

  5.1.2 Определение ускорения точки В.

  5.1.3 Определение ускорения точки D.

  5.1.4 Определение масштаба построения ускорений.

  5.1.5 Определение ускорения точки С.

5.1.6 Определение ускорения точки Е.

  BCE bce

 

 

 

 

 

5.2. Определение ускорения точек механизма во втором положение угол 120°.

  5.2.1 Определение ускорения точки А.

  5.2.2 Определение ускорения точки В.

  5.2.3 Определение ускорения точки D.

  5.2.4 Определение масштаба построения ускорений.

  5.2.5 Определение ускорения точки С.

5.2.6 Определение ускорения точки Е.

  BCE bce

 

 

 

 

 

5.3. Определение ускорения точки механизма в третьем положение угол 300°.

  5.3.1 Определение ускорения точки А.

  5.3.2 Определение ускорения точки В.

  5.3.3 Определение ускорения точки D.

  5.3.4 Определение масштаба построения ускорений.

  5.3.5 Определение ускорения точки С.

5.3.6 Определение ускорения точки Е.

  BCE bce

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Определение  угловых ускорений звеньев механизма.

 6.1 Определение угловых ускорений звеньев в первом положение угол 30°.

6.2 Определение угловых  ускорений звеньев во втором положение угол 120°.

6.3 Определение угловых  ускорений звеньев в третьем  положение угол 300°.

 

 

Список литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

Введение........................................................................................................................2

Теоретическое задание.................................................................................................3

1.Структурный анализ  механизма…………………………………..........................4

2.Чертеж механизма  в трёх положениях……………………………........................5

3. Определение скоростей  точек механизма методом «Планов»…........................6