Ievads
1. Literatūras apskats
3. Mehānisma kinemātiskā analīze
4. Kinetostatiskā mehānisma analīze
Secinājums
Ekrāna kloķa-slīdņa mehānisma projektēšana un izpēte
Paskaidrojuma raksta apjoms bija 37 lapas, 4 ilustrācijas, 10 tabulas, 2 pielikumi, izmantoti 3 avoti.
Kursa projektēšanas objekts ir kloķa-slīdņa mehānisms. Kursa darbs ietvēra kloķa-slīdņa mehānisma izpēti. Tika veiktas strukturālās, kinemātiskās, kinetostatiskās analīzes.
Strukturālā analīze noteica kloķa-slīdņa mehānisma sastāvu. Kinemātiskajā analīzē mehānisma punktu ātrumus un paātrinājumus nosaka ar plānu un kinemātisko diagrammu metodēm. Kinetostatiskajā analīzē spēka aprēķini tika veikti, izmantojot spēka plāna metodi un Žukovska metodi.
Ievads
Kursa darba mērķis ir nostiprināt un sistematizēt, paplašināt teorētiskās zināšanas, kā arī attīstīt studentu rēķināšanas un grafiskās prasmes.
Mūsdienu zinātnes un tehnoloģiju attīstība ir nesaraujami saistīta ar jaunu mašīnu radīšanu. Šajā sakarā prasības jauniem izstrādēm kļūst arvien stingrākas. Galvenie no tiem ir: augsta veiktspēja, uzticamība, izgatavojamība, minimālie izmēri un svars, lietošanas vienkāršība un efektivitāte.
Racionāli izstrādātai mašīnai ir jāatbilst sociālajām prasībām – apkopes un radīšanas drošībai vislabākos apstākļus apkalpojošajam personālam, kā arī darbības, ekonomiskās, tehnoloģiskās un ražošanas prasības. Šīs prasības ir sarežģīts problēmu kopums, kas jāatrisina jaunas mašīnas projektēšanas laikā.
Šī kursa darba dizaina priekšmets ir kloķa-slīdņa mehānisms.
Mehānismu un mašīnu teorija ir zinātne, kas pēta mehānismu uzbūvi (struktūru), kinemātiku un dinamiku saistībā ar to analīzi un sintēzi.
Mehānismu un mašīnu teorijas mērķis ir tipisku mehānismu un to sistēmu analīze un sintēze.
Mehānismu un mašīnu teorijas problēmas ir dažādas, svarīgākās no tām var grupēt trīs sadaļās: mehānismu analīze, mehānismu sintēze un automātisko mašīnu teorija.
Mehānisma analīze sastāv no mehānisma kinemātisko un dinamisko īpašību izpētes pēc tā dotās shēmas, un mehānisma sintēze sastāv no mehānisma shēmas projektēšanas atbilstoši tā dotajām īpašībām.
No visa iepriekš minētā izriet, ka mehānismu un mašīnu teorija apvienojumā ar teorētiskās mehānikas, mašīnu detaļu, mašīnbūves tehnoloģiju, materiālu stiprības kursiem ir disciplīna, kas tieši nodarbojas ar iepriekš izklāstītajām problēmām. Šīs disciplīnas ir būtiskas mašīnbūves jomā strādājošo speciālistu sagatavošanā.
Risinot mehānismu kinemātisko diagrammu projektēšanas problēmas, jāņem vērā strukturālās, metriskās, kinemātiskās un dinamiskos apstākļos, nodrošinot, ka izstrādātais mehānisms atveido doto kustības likumu.
Mūsdienu metodes kinemātiskās un kinetostatiskās analīzes ir saistītas ar to struktūru, t.i., veidošanās metodi.
Strukturālās un kinemātiskā analīze Mehānismu mērķis ir mehānismu uzbūves teorijas izpēte, to veidojošo ķermeņu kustības izpēte no ģeometriskā viedokļa neatkarīgi no spēkiem, kas izraisa šo ķermeņu kustību.
Mehānismu dinamiskās analīzes mērķis ir izpētīt metodes, kā noteikt spēkus, kas iedarbojas uz ķermeņiem, kas veido mehānismu šo ķermeņu kustības laikā, spēkus, kas iedarbojas uz tiem, un šo ķermeņu masas.
1. Literatūras apskats
Mehānisma izpētē tiek izmantotas mūsdienu automatizēto un augstas veiktspējas mašīnu aprēķina un projektēšanas metodes. Racionāli konstruētai mašīnai jāatbilst prasībām drošai darbībai un labāko apstākļu radīšanai apkalpojošajam personālam, kā arī ekspluatācijas, ekonomiskajām, tehnoloģiskajām un ražošanas prasībām. Šīs prasības ir sarežģīts problēmu kopums, kas jāatrisina jaunas mašīnas projektēšanas laikā.
Šo problēmu risinājums sākotnējā projektēšanas stadijā ir projektētās mašīnas analīzes un sintēzes veikšana, kā arī tās kinemātiskās diagrammas izstrāde, kas nodrošina vajadzīgā kustības likuma reproducēšanu ar pietiekamu tuvinājumu.
Lai veiktu šos uzdevumus, vispirms ir nepieciešams izpētīt mašīnu teorijas pamatprincipus un vispārīgas metodes mehānismu kinemātisko un dinamisko analīzi un sintēzi, kā arī apgūt prasmes šo metožu pielietošanā mehānismu un mašīnu kinemātisko diagrammu izpētē un projektēšanā dažādi veidi.
Mašīna ir cilvēka radīta ierīce, lai pētītu un izmantotu dabas likumus, lai atvieglotu fizisko un garīgo darbu, palielinātu tā produktivitāti un atvieglotu to ar daļēju vai. pilnīga nomaiņa cilvēks savā darba un fizioloģiskajās funkcijās.
No mašīnu veikto funkciju viedokļa mašīnas var iedalīt šādās grupās:
a) enerģijas iekārtas (dzinēji un ģeneratori);
b) darba mašīnas (transporta un tehnoloģiskās mašīnas);
c) informācijas mašīnas (matemātikas un kontroles iekārtas);
d) kibernētiskās mašīnas.
Attīstoties mūsdienu zinātnei un tehnoloģijām, arvien vairāk tiek izmantotas automātiskās mašīnu sistēmas. Automātisku mašīnu komplekts, kas savienots viens ar otru un paredzēts, lai veiktu noteiktu tehnoloģiskais process, sauc par automātisko līniju. Mūsdienīgi izstrādātas un perfektas mašīnas parasti ir daudzu ierīču kombinācija, kuru darbība balstās uz mehānikas, siltumfizikas, elektrotehnikas un elektronikas principiem.
Mehānisms ir mākslīgi izveidota ķermeņu sistēma, kas paredzēta, lai viena vai vairāku ķermeņu kustību pārveidotu citu ķermeņu nepieciešamajās kustībās. Pamatojoties uz to funkcionālajiem mērķiem, mašīnu mehānismus parasti iedala motora un pārveidotāja mehānismos; transmisijas mehānismi; izpildmehānismi; vadības, kontroles un regulēšanas mehānismi; mehānismi apstrādātu nesēju un priekšmetu padevei, transportēšanai, padevei un šķirošanai; mehānismi gatavās produkcijas automātiskai skaitīšanai, svēršanai un iepakošanai.
Neskatoties uz atšķirīgo atsevišķu mehānismu veidu funkcionālo mērķi, to struktūrai, kinemātikai un dinamikai ir daudz kopīga. Tāpēc, pētot mehānismus ar dažādiem funkcionāliem mērķiem, ir iespējams izmantot vispārīgas metodes, kas balstītas uz mūsdienu mehānikas pamatprincipiem.
Galvenie mehānismu veidi:
1) stieņu mehānismus izmanto, lai mašīnās pārveidotu kustību vai pārnestu spēku;
2) daudzos gadījumos ir jāprojektē mehānismi, kas ietver elastīgās saites atsperu, atsperu, elastīgo siju uc veidā;
3) tiek izmantoti zobratu mehānismi, lai pārsūtītu rotācijas kustību starp vārpstām ar paralēlām vai neparalēlām asīm;
4) izciļņu mehānismus izmanto, lai paziņotu periodisku vai ierobežotu epizodisku kustību uz mehānisma piedziņas saiti saskaņā ar doto
jauns vai izvēlēts likums;
5) tos praktiski izmanto kā elastīgas saites, kas pārraida kustību no viena cieta ķermeņa mehānismā uz otru dažādas formas jostu, virvju, ķēžu, diegu uc šķērsgriezums;
6) berzes mehānismi - mehānismi, kuros kustības pārnešana starp saskarē esošajiem ķermeņiem tiek veikta berzes dēļ;
7) kustības mehānismi ar pieturām;
8) tiek izmantoti ķīļveida un skrūvju mehānismi dažādi veidi iespīlēšanas ķermeņi vai lietojumi, kam nepieciešami lieli spēki izejas pusē ar ierobežotiem spēkiem, kas iedarbojas uz ieejas pusi;
9) lielākas iespējas dzenošo saišu kustības likumu reproducēšanas ziņā, salīdzinot ar tīri sviras, zobratu vai citiem mehānismiem, nodrošina tā sauktie kombinētie mehānismi, kas dažādās kombinācijās apvieno sviru, pārnesumu, izciļņu un citus mehānismus;
10) ja nepieciešams, tiek izmantoti mainīgas struktūras mehānismi: lai aizsargātu mehānismu saites no nejaušām pārslodzēm; veikt vajadzīgās piedziņas saišu kustības atkarībā no lietderīgās kravas esamības vai neesamības; mainīt mehānisma dzenošās saites ātrumu vai kustības virzienu, neapturot dzinēju un daudzos citos gadījumos;
11) mehānismi ar noteiktu saišu relatīvo kustību;
12) hidrauliskie mehānismi - translācijas vai rotācijas mehānismu kopums, injekcijas avots darba šķidrums, kontroles un regulēšanas iekārtas;
13) pneimatiskie mehānismi ir virzuļa vai rotācijas mehānismi, kuros kustība tiek veikta enerģijas ietekmē kompresēts gaiss, t.i. gāze šajos mehānismos tiek izmantota kā enerģijas nesējs;
Mašīnas projektēšanas kritiskākais posms ir mašīnas strukturālo un kinemātisko diagrammu izstrāde, kas lielā mērā nosaka atsevišķu komponentu un detaļu konstrukciju, kā arī sniegumu automašīnas.
Šajā kursa darbā tiks apskatīts kloķa-slīdņa mehānisms.
Kloķa-slīdņa mehānisms ir viens no visizplatītākajiem. Tas ir galvenais mehānisms visos virzuļos (dzinējos) iekšējā degšana, kompresori, sūkņi, gāzes izplešanās mašīnas), lauksaimniecības (pļaujmašīnas, pļaujmašīnas, kombaini) un kalšanas mašīnas un preses.
Katrā funkcionālajā variantā projektēšanā jāņem vērā īpašās prasības mehānismam. Tomēr matemātiskās atkarības, kas apraksta mehānisma struktūru, ģeometriju, kinemātiku un dinamiku, visiem dažādajiem lietojumiem būs gandrīz vienādas. Galvenā vai galvenā atšķirība starp TMM un akadēmiskās disciplīnas, pētot projektēšanas metodes īpašas mašīnas, ir tas, ka TMM koncentrējas uz sintēzes un analīzes metožu izpēti, kas ir kopīgas noteikta veida mehānismam neatkarīgi no tā īpašā funkcionālā mērķa.
Sviru kloķa-slīdņa mehānisms ir kloķa-slīdņa mehānisms ar bezgala garu savienojošo stieni, kas strukturāli pārveidots par klinšu slīdni. Tā vadotne, slaids, ir integrēta ar slīdni, kas veic harmonisku kustību. Tāpēc slīdņa kustības ir proporcionālas kloķa griešanās leņķa kosinusam. Šis mehānisms, saukts arī par sinusa pakāpju mehānismu, tiek izmantots mazos virzuļsūkņos un kompresoros, ierīcēs harmoniskas slīdņa kustības īstenošanai vai vērtību noteikšanai, kas ir proporcionālas kloķa griešanās leņķa sinusam vai kosinusam utt.
Atkarībā no mērķa un darbības apstākļiem mehānismus ar augstākiem pāriem var iedalīt vairākos veidos, no kuriem galvenie ir izciļņa, zobratu, berzes, maltiešu un sprūdrata tipa.
Izciļņa mehānisms ir mehānisms, kura augstāko pāri veido saites, ko sauc par izciļņu un stūmēju. Tie atšķiras pēc to elementu formas. Stūmēja elementa formu var izvēlēties patvaļīgi, un izciļņa elementa formu izvēlas tādu, lai konkrētajam stūmēja elementam tiktu nodrošināts nepieciešamais dzenošās saites kustības likums. Vienkāršākais izciļņa mehānisms ir trīs saišu mehānisms, kas sastāv no izciļņa, stūmēja un statņa; tā vadošā saite parasti ir kamera.
Zobratu mehānisms, t.i. mehānismu, kura augstāko pāri veido zobratu saites, var uzskatīt par īpašu izciļņa mehānisma gadījumu, jo zobrata saite ir kā vairāku izciļņu svira. Pārnesumu mehānismi galvenokārt kalpo rotācijas kustības pārvadīšanai starp jebkurām divām asīm, mainoties piedziņas vārpstas leņķiskajam ātrumam.
Berzes mehānisms ir mehānisms, kurā rotācijas kustības pārnešana starp saitēm, kas veido augstāku pāri, tiek veikta to savstarpējās berzes dēļ. Vienkāršs berzes mehānisms sastāv no trim saitēm – diviem rotējošiem apaļiem cilindriem un statīva.
Berzes mehānismus bieži izmanto nepārtraukti mainīgās transmisijās. Pie nemainīga diska leņķiskā ātruma, pārvietojot riteni-rullīti pa tā griešanās asi, var vienmērīgi mainīt ne tikai tā leņķisko ātrumu, bet pat griešanās virzienu.
Maltas mehānisms pārveido vadošās saites - kloķa ar laternu - nepārtrauktu griešanos piedziņas - "krusta" - periodiskā griešanā.
Sprūda mehānisms ar piedziņas sviru kalpo, lai pārveidotu turp un atpakaļ rotācijas kustību par periodisku rotācijas kustību vienā virzienā. Vadošā svira ar sviru pakāpeniski griež sprūdrata riteni. Svira neļauj ritenim griezties otrā puse. Augšējo pāri šeit veido sprausla un sprūdrata ritenis.
Maltas un sprūdrata mehānismi tiek plaši izmantoti darbgaldos un instrumentos.
2. Strukturālā analīze mehānisms
Dārdoņa mehānisms (1. attēls) sastāv no piecām saitēm: 1 – kloķa OA, kas padara rotācijas kustība; 2 – slīdnis A, veicot turp un atpakaļ kustību pa slīdni; 3 – šūpuļsviras ABC, veicot šūpošanas kustību ap viru B; 4 – klaņi CD; 5 – slīdnis D, veicot turp un atpakaļ kustību; kā arī septiņi kinemātiskie pāri.
1. attēls. Sviras mehānisma diagramma
Mehānisma kustības pakāpes noteikšana
Mehānisma mobilitātes pakāpi nosaka pēc Čebiševa formulas:
W = 3n – 2P 5 – P 4, (2.1)
kur n ir mehānisma kustīgo saišu skaits, n =5;
P 5 – V klases kinemātisko pāru skaits, P 5 = 7;
P 4 – IV klases kinemātisko pāru skaits, P 4 = 0.
Aizstājot skaitliskās vērtības, mēs iegūstam:
W = 3,5 – 2,7 – 0 = 1.
Līdz ar to mehānisma mobilitātes pakāpe, norādot vadošo saišu skaitu pētāmajā mehānismā, ir vienāda ar 1. Tas nozīmē, ka mehānisma darbībai pietiek ar vienu piedziņas saiti.
Mehānisma sadalīšana strukturālās grupās
Saskaņā ar I. I. Artoboļevska klasifikāciju mēs sadalīsim pētāmo mehānismu strukturālās grupās. Ekrāna mehānisms (1. attēls) sastāv no 1. kārtas vadošās saites un divām 2. kārtas II klases strukturālajām grupām.
Abas strukturālās grupas pieder pie trešā tipa: pirmā (2. un 3. saite) un otrā (4. un 5. saite). Strukturālās grupas sastāv no 2 saitēm un 3 kinemātiskiem pāriem. Mehānisma struktūras formula ir šāda:
3. Kinemātiskā analīze pārnesumu transmisija
Ekrāna sviras mehānisma piedziņa, kas sastāv no planetārās pārnesumkārbas un pārnesumkārbas, ir parādīta 2. attēlā. Planētu pārnesumkārbai, kas sastāv no turētāja un četriem riteņiem ar ārējo zobratu, ir pārnesumu attiecība i H3 = 10. Pārnesumiem, kas uzstādīti pēc planetārās pārnesumkārbas, ir šāds zobu skaits: z 4 = 12, z 5 = 28.
2. attēls. Sviras mehānisma piedziņa
Pārnesumu attiecība zobratu riteņi 4 un 5 nosaka pēc formulas
Visa piedziņas kopējo pārnesumu attiecību nosaka formula
Šeit ir daži zobrata un planetārās pārnesumkārbas parametri: m I =3,5 mm; m II = 2,5 mm; zobratu starpasu attālums – a w = 72 mm; leņķiskais ātrums piedziņas vārpsta(motora vārpsta) – ω d = 150,00 rad/s. Noteiksim skrīninga mehānisma piedziņas saites leņķisko ātrumu – ω 1 pēc formulas:
ω 1 = ω d/i 15, (3.3.)
ω 1 = 150 / 23,33 = 6,43 rad/s.
4. Sviras mehānisma kinemātiskā analīze
Kinemātiskās analīzes mērķis ir noteikt ekrāna sviras-slīdņa mehānisma raksturīgo punktu ātrumus un paātrinājumus.
Mehānisma pozīciju plānu konstruēšana
Pētāmā mehānisma parametri (1. attēls) ir norādīti 1. tabulā.
1. tabula. Mehānisma parametri
| ω 1 , rad/s |
||||||
Mehānisma plāna mērogu nosaka formula
kur l OA – patiesais kloķa garums OA, m;
OA – kloķa garums OA zīmējumā, mm.
Aizstājot datus, mēs iegūstam
m l = 
Nodrošinājuma plāna sastādīšanas kārtība šis mehānisms:
– atzīmējiet zīmējumā kloķa T.O un šūpuļmehānisma T.C griešanās centru stāvokli;
– iezīmējam šo daļu punktu A un O kustības trajektorijas;
– sadalīt kloķa OA trajektoriju 12 vienādās daļās;
– no iegūtajiem punktiem A 0, A 1, A 2, ..., A 12 velkam līnijas uz t.B;
– no punkta B novelkam perpendikulu, ņemot leņķi ABC vienādu ar 90◦;
– nosakām punkta C pozīciju noteiktās kloķa OA pozīcijās;
– uzzīmējiet segmentu CD mērogā tā, lai punkts D atrodas uz taisnes OVD;
– ar iecirtuma metodi nosakām punkta D pozīciju noteiktās kloķa OA pozīcijās;
– pulksteņrādītāja virzienā noliekam OA kloķi jaunā pozīcijā un atkārtojam konstrukciju;
– zīmējumā norādām saišu galējo punktu trajektorijas un saišu masas centru novietojumu.
Darba saites kustības diagrammas uzbūve
Kinemātisku diagrammu konstruēšanai tiek ņemtas vērā 12 mehānisma kustības pozīcijas (gar kloķa OA), izmantojot grafiskās diferenciācijas metodi.
Apskatīsim izvades saites kustību. Par sākumpunktu ņemsim nulles pozīciju (tā arī ir pēdējā). Mēs sadalām abscisu asi 12 vienādās daļās. Uz ordinātu ass attēlojam attālumus, ko punkts D nobraucis taisnā līnijā (uz 5. saites) no galējās kreisās pozīcijas līdz galējai labajai pozīcijai, kas atbilst konkrētajam laika momentam. Izmantojot iegūtos punktus, konstruējam izejas saites nobīdes diagrammu φ = φ(t).
Mēs nosakām nobīdes skalu no griešanās leņķa un laikā:
kur l ir attālums zīmējumā pilns pagrieziens kloķis OA, mm;
n – kloķa OA apgriezienu skaits minūtē, apgr./min, noteikts pēc formulas
Pieņemot, ka zīmējumā pilna pagrieziena garums ir 180 mm, mēs nosakām mērogu
Ņemsim kustību mērogu nedaudz mazāku
m s = 
Izejas saites ātruma un paātrinājuma diagrammu grafiskā diferenciācija. Izvēloties patvaļīgu polu attālumu H v = (40...60 mm) = 50 mm, aprēķinām ātruma diagrammas skalu m V
(4.5)
Nobīdes līkni aizstājam ar akordu komplektu, izvēlamies polu attālumu un izveidojam koordinātu sistēmu. Lai to izdarītu, ātruma grafikā paralēli hordām mēs izveidojam taisnas līnijas, kas iet caur polu. No taisnes krustošanās punkta ar S asi novelciet taisnu līniju, kas ir paralēla t asij, līdz vajadzīgajai pozīcijai. Mēs savienojam iegūtos punktus virknē, kā rezultātā iegūstam izvades saites ātrumu grafiku. Līdzīgi kā ātruma diagrammā, izvēloties patvaļīgu polu attāluma H A vērtību, kas vienāda ar 40 mm, mēs aprēķinām paātrinājuma diagrammas mērogu m A
(4.6)
Paātrinājuma diagrammas konstruēšana ir līdzīga ātruma diagrammas konstruēšanai.
Ātruma plānu sastādīšana trīs pozīcijām
Lai izveidotu, jums jāzina punkta A ātrums saites OA rotācijas kustībā. Noteiksim to pēc formulas:
V A 1 = 
Ātruma plānu konstruēšanai izvēlēsimies mehānisma pozīcijas: pirmo, septīto un desmito. Visām pozīcijām konstrukcija ir līdzīga, tāpēc aprakstīsim konstruēšanas algoritmu. Noteiksim būvniecībai raksturīgos punktus: atskaites punkti - A1, B6, D6, C3; un pamata – A3, D4. Izveidosim vektoru vienādojumus šo punktu ātrumiem:
(4.8)
(4.9)
Mēs veidojam ātruma plānu. Crank OA kustas ar nemainīgs ātrums. No ātruma plāna pola – P kloķa griešanās virzienā perpendikulāri OA uzzīmējam ātruma vektoru (Pa 1), nosacīti pieņemot tā garumu 80 mm. Tad mēs nosakām ātruma plāna mērogu:
m V = 
Atbilstoši vienādojumu sistēmai (4.8) izgatavojam atbilstošās konstrukcijas. Lai to izdarītu, caur punktu a 1 mēs novelkam taisnu līniju, kas ir paralēla BA, un no pola P novelkam taisni, kas ir perpendikulāra AB, jo B6 ātrums ir nulle. Tādējādi mēs iegūstam punktu a 3. Tā kā punkts C pieder saitei ABC, to var atrast ātruma plānā, izmantojot līdzības teorēmu. Mēs nosakām tā atrašanās vietu pēc ABC sviras garumu attiecības un ātrumu garumu attiecības a 3 pret 6 c 3. Tad mēs izmantojam vektoru vienādojumu sistēmu (4.9). Atrodot punktu ar 3, mēs nolaižam no tā perpendikulu savienojošajam stienim SD. No staba novelkam taisni paralēli taisnei VD; tā kā punkta b 6 ātrums ir nulle, mēs iegūstam punktu d 4. No līdzības teorēmas nosakām masas centru ātruma vektoru pozīcijas. Tā kā saites OA masas centrs atrodas punktā O, tad ātruma plānā tas būs punktā P. Centra S 4 atrašanās vieta ātruma plānā tiks noteikta uz līnijas ar 3 d 4, segmenta vidū. Nogrieznē b 6 a 3 no proporcijas (4.11) atrodam punkta S 3 pozīciju:
Visām trim pozīcijām ātrumus aprēķināsim no grafiskās konstrukcijas, ņemot vērā to pārvēršanu dabiskajā izmērā, izmērot ātrumiem atbilstošo vektoru garumu un reizinot tos ar ātruma plāna skalu:
2. tabula - Sviras mehānisma raksturīgo punktu faktiskās ātruma vērtības trīs pozīcijās
| Mehānisma pozīcija |
Ātrums punktā |
Vektora garums no plāna (рn), mm |
||
Paātrinājuma plānu izbūve trīs pozīcijām
Izveidosim vektoru vienādojumu sistēmu sviras mehānisma paātrinājumiem pēc analoģijas ar vektora ātruma vienādojumiem:
(4.13)
(4.14)
Noteiksim saites OA punkta A normālo paātrinājumu. Tā kā saite griežas ar nemainīgu ātrumu, nav tangenciāla paātrinājuma. Tad mums ir:
Iesniegsim algoritmu paātrinājuma analogu plāna sastādīšanai, izmantojot pirmās pozīcijas piemēru. Pārējās konstrukcijas tiek veiktas līdzīgi.
Plāna konstruēšanu sākam, konstruējot punkta A paātrinājumu. Uzzīmēsim to skalā no pola P ar vektora virzienu no A līdz O. Noteiksim paātrinājumu mērogu, patvaļīgi ņemot paātrinājuma garumu. a 1 = 80 mm zīmējumā:
m a = 
Nosakīsim ABC un SD saišu leņķiskos ātrumus. Mēs atrodam to vērtības, izmantojot formulu (4.17), un tiek virzītas paralēli attiecīgajām saitēm no bāzes punkta.
(4.17)
Mēs atrodam katras saites leņķisko ātrumu no ātruma plāna. Apkoposim iegūtās vērtības 3. tabulā.
3. tabula. Saišu leņķiskie ātrumi un normālie paātrinājumi
| Pozīcija |
Ātrums |
Vērtība, m/s |
Normāls paātrinājums |
Nozīme |
Mēroga vērtība, mm |
Konstrukcija tiek veikta, izmantojot vektoru vienādojumu sistēmu. Tangenciālie paātrinājumi ir vērsti perpendikulāri saitēm. Ņemot to visu vērā, sastādīsim paātrinājuma plānu mehānisma pozīcijām: 1, 7, 10. Punkts 3 atrodas pēc analoģijas ar ātruma plānu. Mēs atrodam Koriolisa paātrinājumu, izmantojot formulu:
(4.18)
(4.19)
Iegūtās vērtības apkopojam 4. tabulā. Tas ir izkārtots griešanās virzienā 90° no ātruma vektora. Relatīvajam ātrumam ir virziens, kas ir paralēls kustībai, sakārtojot vektorus. Atrodiet punktu a 3 un d 4.
4. tabula. Koriolisa paātrinājuma aprēķins
Visu aprēķinu rezultātus, izmantojot grafisko metodi un diferenciāciju, apkopojam 5. tabulā.
5. tabula – Konverģences tabula
Mēs atrodam ātrumu un paātrinājuma vērtību neatbilstības, izmantojot formulas:
(4.20)
(4.21)
kur ir paātrinājuma vērtība no plāna, m/s 2 ;
– paātrinājuma vērtība no diagrammas, m/s 2 ;
V D4 – ātruma vērtība no plāna, m/s;
V pp D4 – ātruma vērtība no diagrammas, m/s.
5. Kinetostatiskā mehānisma analīze
Mērķis kinetostatiskā analīze ir atrast inerciālos spēkus un noteikt reakcijas kinemātiskajos pāros.
No pirmās rasējumu lapas mēs pārsūtīsim mehānisma plānu pirmajā pozīcijā, kā arī pārnesim šīs pozīcijas paātrinājumu plānu un ātrumu, kas pagriezts par 90 0 pretēji pulksteņrādītāja virzienam.
Mehānisma saišu svara noteikšana
Saišu svaru nosaka pēc formulas
G i = m i ∙ g, (5.1.)
kur g ir gravitācijas paātrinājums, g = 9,81 m/s 2 .
Mēs apkopojam iegūtās vērtības 6. tabulā.
6. tabula. Saišu svars un masa
| Parametrs |
|||||
| Svars, kg |
|||||
Inerces spēku momentu un saišu inerces spēku noteikšana
Noskaidrosim katras saites inerces spēku atsevišķi.
Spēks FI ir vērsts pretēji punkta S kopējam paātrinājumam, un to var noteikt pēc formulas
kur m ir saites masa, kg;
un S ir saites masas centra paātrinājums, m/s 2 .
Aizstājot skaitliskās vērtības, iegūstam Ф 1 = Ф 2 = 0,
Inerces spēku pāra inerces moments M I ir vērsts pretēji saites leņķiskajam paātrinājumam e un to var noteikt pēc formulas
kur ir saites inerces moments attiecībā pret asi, kas iet caur masas centru S un ir perpendikulāra saites kustības plaknei, kg ∙ m 2,
Definēsim leņķiskie paātrinājumi saskaņā ar formulu
Aizstājot skaitliskās vērtības formulās (5.3-5.4), mēs iegūstam vērtības, kuras ievadīsim 6. tabulā.
6. tabula. Inerces spēku momenti un saišu inerces spēki
| Daudzumi |
|||||
Spēka pielikšanas punktu noteikšana
Apskatīsim asuru grupas atsevišķi, lai atrastu reakcijas. Mēs aprēķināsim no pēdējās. Rotācijas pāriem reakcijas tiek sadalītas divās – paralēlās un perpendikulārās. Novirzīsim lietderīgās pretestības spēku pret inerces spēkiem.
Reakciju noteikšana kinemātiskā pārī
Mēs sākam aprēķinu no pēdējā strukturālā grupa. Mēs uzzīmējam 4. un 5. saišu grupu un nododam visas ārējās slodzes un reakcijas uz šo grupu. Mēs uzskatām, ka šī grupa ir līdzsvarā un veido līdzsvara vienādojumu
Vērtība ir sadalīta divās daļās: normālā un tangenciālā.
(5.6)
Vērtība tiek atrasta no līdzsvara stāvokļa attiecībā pret punktu D ceturtajai saitei.
kur , h 1 , ir spēku virzieni līdz punktam D, ko nosaka pēc zīmējuma m.
(5.8)
Sastādām spēku plānu, pēc kura nosakām daudzumus , . Iegūstam šādas vērtības, ņemot vērā spēka skalu m F = 10 N/mm:
Ņemot vērā, ka slīdni var aplūkot arī atsevišķi, mēs iegūstam, ka spēks tiek pielikts utt., jo attālums b = 0. Mēs nosakām virzienus.
Līdzīgi mēs izveidojam līdzsvara vienādojumu otrajai Asura grupai.
Mēs nemeklējam slīdņa 2 reakciju uz šūpuļsviru, jo tas nav tik svarīgi.
Mēs veidojam spēka daudzstūri, no kura nosaka nezināmas reakcijas. Mēs iegūstam šādas vērtības, ņemot vērā spēku skalu:
Līdzsvarojošā spēka definīcija
Mēs uzzīmējam vadošo saiti un pieliekam efektīvās slodzes. Lai sistēma būtu līdzsvarā, mēs ieviešam līdzsvarošanas spēku, kas tiek pielikts punktā A perpendikulāri savienojumam AO. Diagramma parāda, ka līdzsvarošanas spēks ir vienāds ar reakciju
Līdzsvarošanas spēka noteikšana pēc Žukovska metodes
Mēs pagriežam mehānisma ātruma plānu par 90° un pieliekam tam darbojošos spēkus un inerces spēkus. Tad mēs izveidojam līdzsvara vienādojumu, uzskatot ātruma plānu kā stingru ķermeni attiecībā pret polu.
Aizstājot iegūtās skaitliskās vērtības
Mēs nosakām kļūdu balansēšanas spēka aprēķināšanā, izmantojot spēka plāna metodi un Žukovska metodi, izmantojot formulu
(5.11)
Aizstājot skaitliskās vērtības, mēs iegūstam
Secinājums
Kursa darbā tika veikta kloķa-slīdņa mehānisma analīze.
Literatūras apskatā iepazināmies ar dažādu mehānismu darbības principiem. Analīzes rezultātā tika veikti šāda veida pētījumi: strukturālā, kinemātiskā, kinetostatiskā un zobratu sintēze.
Strukturālās analīzes laikā nosakiet mehānisma struktūru un mobilitātes pakāpi.
Kinemātiskajā analīzē ātrumi un paātrinājumi tika noteikti, izmantojot divas metodes: plānu metodi un grafiskās diferenciācijas metodi. Punkta D ātrumi un paātrinājumi pirmajai pozīcijai izrādījās vienādi ar 0,28 m/s, 0,27 m/s un 5,89 m/s2, 5,9 m/s2, kļūdas bija 2,1% un 1, 2%. Septītajai pozīcijai ātrumi un paātrinājumi ir 0,5 m/s, 0,5 m/s un 8,6 m/s 2, 8,5 m/s 2, kļūdas bija 0% un 2,3%. Desmitajai pozīcijai ātrumi un paātrinājumi izrādījās 2,05 m/s, 1,98 m/s un 3,6 m/s 2, 3,7 m/s 2, kļūdas bija 2,3% un 2,6%. Var iebilst, ka aprēķini veikti pareizi, jo kļūda ātrumiem nepārsniedz 5%, bet paātrinājumiem mazāka par 10%.
Kinetostatiskajā analīzē spēka aprēķini tika veikti, izmantojot divas metodes. Tika izmantota spēku plānu metode un Žukovska metode. Saskaņā ar spēku plānu metodi F UR izrādījās vienāds ar 910 N, un pēc Žukovska metodes - 906 N, kļūda bija 2,3%, kas nepārsniedz pieļaujamos standartus. Var secināt, ka spēku plānošanas metode ir darbietilpīgāka, salīdzinot ar Žukovska metodi.
Izmantoto avotu saraksts
1 Artoboļevskis I.I. Mehānismu un mašīnu teorija: Apmācība.- 4. izdevums, pievienot. Pārskatīts - M.: Nauka, 1988. - 640 lpp.
2 Korenyako A.S. Kursa dizains par mehānismu un mašīnu teoriju: - 5. izdevums, pārskatīts - Kijeva: Viščas skola, 1970. - 332 lpp.
3 Koževņikovs S.N. Mehānismu un mašīnu teorija: Mācību grāmata - 4. izdevums, pārstrādāts - M.: Mašīnbūve, 1973. - 592 lpp.
4 Marčenko S.I. Mehānismu un mašīnu teorija: Lekciju konspekts. - Rostova pie Donas: Fēnikss, 2003. – 256 lpp.
5 Kulbachny O.I.. Mehānismu teorija un mašīnu konstrukcija: Mācību grāmata.-M.: Augstskola, 1970.-228
1. Strukturālā analīze mehānisms
Tiek piedāvāts kloķa-slīdņa mehānisms.
Mēs nosakām pētāmā mehānisma grādu skaitu, izmantojot Čebiševa formulu:
(1)
Kur n – kustīgo posmu skaits pētāmajā kinemātiskajā ķēdē; 4. lpp Un 5. lpp– attiecīgi ceturtās un piektās klases pāru skaits.
Lai noteiktu koeficienta vērtību n analizēsim blokshēma mehānisms (1. attēls):
1. attēls – mehānisma blokshēma
Mehānisma blokshēma sastāv no četrām saitēm:
1 - kloķis,
2 – klaņi AB,
3 — slīdnis B,
0 - stāvēt,
šajā gadījumā saites 1–3 ir kustīgas saites, un statīvs 0 ir fiksēts savienojums. To kā daļu no konstrukcijas diagrammas attēlo divi ar eņģēm piestiprināti balsti un slīdnes vadotne 3.
Tāpēc n=3.
Lai noteiktu koeficientu vērtības 4. lpp Un 5. lpp Atradīsim visus kinemātiskos pārus, kas ir daļa no aplūkojamās kinemātiskās ķēdes. Pētījuma rezultāti fiksēti 1. tabulā.
1. tabula – Kinemātiskie pāri
| № | Kinemātiskais pāris (KP) | Kino shēma - tiku pāris |
Kino klase - tiku pāris |
Kustības pakāpe |
||||||
| 1 | 0 – 1 | rotācijas |
||||||||
| 2 | 1 – 2 |  |
rotācijas |
1 | ||||||
| 3 | 2 – 3 |  |
rotācijas |
1 | ||||||
| 4 | 3 – 0 |  |
rotācijas |
1 | ||||||
No 1. tabulas datu analīzes izriet, ka pētītais iekšdedzes dzinēja mehānisms ar palielinātu virzuļa gājienu, tas sastāv no septiņiem piektās klases pāriem un veido slēgtu kinemātisko ķēdi. Tāpēc p 5 = 4, A p 4 =0.
Atrasto koeficientu vērtību aizstāšana n, 5. lpp Un 4. lpp izteiksmē (1), mēs iegūstam:
Lai noteiktu mehānisma strukturālo sastāvu, mēs sadalām aplūkojamo diagrammu Assur strukturālajās grupās.
Pirmā saišu grupa ir 0-3-2 (2. attēls).
2. attēls – Assur struktūrgrupa
Šī grupa sastāv no divām kustīgām daļām:
savienojošais stienis 2 un slīdnis 3;
divas pavadas:
un trīs kinemātiskie pāri:
1-2 – piektās klases rotācijas pāris;
2-3 – piektās klases rotācijas pāris;
3-0 – progresīvais piektās klases pāris;
tad n=2; p 5 = 3, a p 4 = 0.
Identificēto koeficientu vērtību aizstāšana izteiksmē (1),
Tāpēc saišu grupa 4-5 ir Assur 2 2. klases 2. kārtas 2. sugas strukturālā grupa.
Otrā saišu grupa ir 0-1 (3. attēls).
3. attēls. Primārais mehānisms
Šī saišu grupa sastāv no kustīgas saites - kloķa 1, statņa 0 un viena kinemātiskā pāra:
0 – 1 – piektās klases rotācijas pāris;
tad n=1; p 5 = 1, a p 4 = 0.
Aizvietojot atrastās vērtības izteiksmē (1), mēs iegūstam:
Tāpēc saišu grupa 1–2 patiešām ir primārais mehānisms ar 1. mobilitāti.
Mehānisma strukturālā formula
MEHĀNISMS = PM (W = 1) + SGA (2. klase, 2. pakāpe, 2. veids)
2. Kinemātiskās shēmas sintēze
Lai sintezētu kinemātisko shēmu, vispirms ir jānosaka garuma skalas koeficients μ ℓ. Lai atrastu μ ℓ, ir jāņem kloķa OS dabiskais izmērs un jāsadala ar patvaļīga garuma segmenta │OC│ lielumu:
Pēc tam, izmantojot garuma mēroga koeficientu, mēs pārvēršam visus saišu dabiskos izmērus segmentos, ar kuru palīdzību mēs izveidosim kinemātisko diagrammu:
Pēc izmēru aprēķināšanas mēs turpinām konstruēt vienu mehānisma pozīciju (4. attēls), izmantojot serif metodi.
Lai to izdarītu, vispirms izvelciet stabiņu 0, uz kura ir piestiprināts kloķis. Tad mēs novelkam horizontālu taisnu līniju XX cauri apļa centram, kas tika novilkts, lai izveidotu stendu. Tas ir nepieciešams, lai pēc tam atrastu slīdņa 3 centru. Tālāk no tā paša apļa centra mēs uzzīmējam divus citus ar rādiusu
Un . Tad no turienes mēs zīmējam garuma segmentu leņķī pret horizontālo līniju XX. Šī posma krustošanās punkti ar konstruētajiem apļiem būs attiecīgi punkti A un C. Tad no punkta A veidojam apli ar rādiusu .Šī apļa krustpunkts ar taisni XX būs punkts B. Mēs uzzīmējam slīdņa vadotni, kas sakritīs ar taisni XX. Mēs veidojam slīdni un visas citas nepieciešamās zīmējuma detaļas. Mēs atzīmējam visus punktus. Kinemātiskās shēmas sintēze ir pabeigta.
3. Plakanā mehānisma kinemātiskā analīze
Sāksim veidot ātruma plānu mehānisma novietojumam. Lai vienkāršotu aprēķinus, jums vajadzētu aprēķināt ātrumu un virzienus visiem mehānisma pozīcijas punktiem un pēc tam izveidot ātruma plānu.
4. attēls – viena no mehānisma pozīcijām
Analizēsim kloķa-slīdņa mehānisma diagrammu: punkti O un O 1 ir fiksēti punkti, tāpēc šo punktu ātruma moduļi ir vienādi ar nulli (
).Punkta A ātruma vektors ir punkta O ātruma vektora un punkta A relatīvās rotācijas kustības ātruma ap punktu O ģeometriskā summa:
. (2)
Ātruma vektora darbības līnija
ir perpendikulāra 1. kloķa asij, un šī vektora darbības virziens sakrīt ar kloķa griešanās virzienu.Ātruma moduļa punkts A:
, (3)
- saites OA leņķiskais ātrums; - OS garums. Leņķiskais ātrums
Nosūtiet savu labo darbu zināšanu bāzē ir vienkārši. Izmantojiet zemāk esošo veidlapu
Studenti, maģistranti, jaunie zinātnieki, kuri izmanto zināšanu bāzi savās studijās un darbā, būs jums ļoti pateicīgi.
Ievietots vietnē Allbest.ru
Ievads
2.1.1. Mehānisma marķēšana
2.1.2. Ātrumu aprēķināšana
2.1.3. Paātrinājumu aprēķināšana
Secinājums
Ievads
Mehānismu teorija risina mašīnu uzbūves, kinemātikas un dinamikas problēmas saistībā ar to sintēzi un analīzi.
Šajā darbā tiek veikta analīze, jo tiek pētīts esošs mehānisms.
Kursa projekts disciplīnā “Mehānismu un mašīnu teorija” paredz mehānisma aprēķinu trīs galvenajās sadaļās:
1. Strukturālā analīze.
2. Kinemātiskā analīze.
3. Kinetostatiskā analīze.
Katra sadaļa veic noteiktu aprēķinu kopumu, kas nepieciešams, lai izpētītu noteiktu mehānismu.
Strukturālā analīze sniedz vispārēja ideja par pētāmā mehānisma uzbūvi. Šī sadaļa neietver lielu aprēķinu apjomu, bet sniedz tikai sākotnējo informāciju par daļām un visu mehānismu kopumā. Šī informācija būs nepieciešama nākotnē, aprēķinot mehānismu.
Kinemātiskā analīze balstās uz strukturālās analīzes rezultātiem un ietver kinemātisko raksturlielumu aprēķinu. Šajā sadaļā tiek attēlotas mehānisma pozīcijas dažādos laika punktos, aprēķināti mehānisma punktu un saišu ātrumi, paātrinājumi un kustības. Aprēķini tiek veikti, izmantojot dažādas metodes, jo īpaši plānu metodi (t.i., vienādojumu atrisināšanu vektora veidā), kinemātisko diagrammu metodi, kurā tiek konstruētas kinemātisko raksturlielumu diagrammas, un ar to palīdzību tiek pētīts mehānisms.
Kinetostatiskā analīze vai spēka aprēķins ļauj aprēķināt spēkus un reakcijas, kas iedarbojas uz mehānismu, ne tikai ārējos spēkus, piemēram, gravitāciju, bet arī tikai iekšēja rakstura spēkus. Tie ir spēki – savienojumu reakcijas, kas veidojas, izslēdzot jebkādas saites. Spēka aprēķinos daļēji tiek izmantotas tās pašas metodes, kas kinemātiskajā analīzē, bet papildus tām tiek izmantota arī N.E. metode. Žukovskis, ļaujot pārbaudīt darba pareizību.
Visas darbā izmantotās metodes ir vienkāršas un diezgan precīzas, kas nav mazsvarīgi šāda veida inženiertehniskajos aprēķinos.
1. sadaļa. Mehānisma strukturālā analīze
Strukturālā analīze ļauj izprast mehānisma struktūru. Galvenie mērķi, kas jāsasniedz šajā sadaļā, ir:
1) Mehānisma struktūras noteikšana;
2) Mehānisma mobilitātes aprēķins;
3) Mehānisma klases noteikšana;
Kloķa-slīdņa mehānisms darba mašīna attēlā parādīts. 1.1, tas sastāv no: 0 - statīvs; 1 - kloķis; 2 - savienojošais stienis; 3 - slīdnis.
Kopējais mehānisma saišu skaits ir N=4.
Noteiksim mehānisma mobilitāti, izmantojot Čebiševa formulu:
W = 3n - 2P 5 - P 4, (1.1)
kur n ir kustīgo saišu skaits (n = 3), P 5 ir piektās klases pāru skaits, P 4 ir ceturtās klases pāru skaits.
Ļaujiet mums attēlot mehānisma blokshēmu:
Rīsi. 1.2 Blokshēma
Piektās klases pāru skaits P 5: (0;1), (1;2), (2;3),
Ceturtās klases pāru skaits P 4 = 0.
Mehānisma mobilitāte (1.1.):
Pierakstīsim mehānisma struktūras formulu:
Mehānisma klase - II.
2. sadaļa. Mehānisma kinemātiskā analīze
kloķa slīd kinemātiskā svira
Šajā sadaļā tiek risinātas darba mašīnas kloķa-slīdņa mehānisma kinemātiskās analīzes problēmas, proti: mehānisma marķējums ir konstruēts tā divpadsmit pozīcijām; nosaka saišu masas centru pozīcijas; tiek sastādīti ātruma un paātrinājumu plāni; tiek noteiktas izejas saites ātruma, paātrinājuma un nobīdes vērtības; tiek noteiktas mehānisma galējās pozīcijas; tiek konstruētas kinemātiskās diagrammas.
2.1. Kinemātiskā analīze, izmantojot plānu metodi
Kinemātiskā analīze, izmantojot plānu metodi (grafoanalītiskā metode), ir diezgan vienkārša, intuitīva un ar pietiekamu precizitāti inženiertehniskajiem aprēķiniem. Tās būtība ir tāda, ka attiecību starp ātrumu un paātrinājumu apraksta vektoru vienādojumi, kas tiek atrisināti grafiski.
2.2.1. Mehānisma marķēšana
Mehānisma marķējums attēlo mehānismu divpadsmit pozīcijās noteiktos laika momentos. Mehānisma marķējums ir balstīts uz sākotnējiem datiem. Izbūvējot marķējumus, galvenais uzdevums ir saglabāt saišu izmēru proporcijas un mehānisma kopējo dizainu.
Marķējumu konstruēšanai nepieciešams aprēķināt mēroga koeficientu, kas ļauj saglabāt visas proporcijas un saistīt mehānisma reālos izmērus ar grafiskajā daļā izmantotajiem izmēriem. Mēroga koeficientu nosaka pēc mehānisma faktiskā izmēra (izteikts metros) attiecības ar izmēru uz lapas grafiskajā daļā (izteikts milimetros). Atradīsim mēroga koeficienta vērtību, izmantojot kloķa faktisko izmēru, kas vienāds ar 0,280 m, un kloķa izmēru uz loksnes grafiskajā daļā, ko mēs ņemam 70 mm
kur ir faktiskais kloķa izmērs.
Izmantojot iegūto mēroga koeficientu, mēs aprēķinām atlikušos mehānisma saišu izmērus.
Tas pats visiem pārējiem izmēriem. Izmēru aprēķinu rezultāti parādīti 1. tabulā.
1. tabula
Pamatojoties uz iegūtajiem izmēriem, mēs uzbūvējam divpadsmit mehānisma pozīcijas, stingri ievērojot visas proporcijas un pamatstruktūru. Mehānisma marķējums ir uzbūvēts uz kursa projekta grafiskās daļas pirmās lapas. Attēlā 2.1.1 parāda mehānismu divpadsmit pozīcijās.
Rīsi. 2.1.1. Mehānisms divpadsmit pozīcijās
2.1.2. Ātrumu aprēķināšana
Ātruma aprēķini tiek veikti visām divpadsmit mehānisma pozīcijām. Tiek aprēķināti visu saišu lineārie un leņķiskie ātrumi, kā arī masas centru ātrumi.
Mēs aprēķināsim ātrumus un konstruēsim plānus mehānisma pozīcijai Nr.2.
Kloķa leņķiskais ātrums:
Izmantojot kloķa leņķiskā ātruma vērtību, mēs nosakām punkta A ātrumu:
kur ir saites OA garums.
Uzrakstīsim vektora vienādojumu punkta B ātrumam:
Šajā vienādojumā mēs zinām ātruma vektoru V B, V A, V AB virzienus. Punkta B ātrums ir vērsts pa t-t vadotni, punkta A ātrums ir vērsts perpendikulāri kloķim OA, un saites AB ātrums ir vērsts perpendikulāri šai saitei. Zinot punktu A ātrumu virzienu un ātruma vērtību, vienādojumu (2.1) atrisinām grafiski (2.1.2. attēls). Lai to izdarītu, mēs sākotnēji noteiksim būvniecībai nepieciešamā mēroga koeficienta vērtību. To nosaka līdzīgi 2.1.1. punktā noteiktajam mēroga koeficientam:
kur pa ir segments, kas attēlo ātruma plāna punkta A ātrumu (pa ir izvēlēts patvaļīgi).
Pēc mēroga koeficienta noteikšanas atrisinām vektora vienādojumu (2.1) (2.1.2. att.). Lai to izdarītu, atzīmējiet punktu p v - polu, no tā novelkam segmentu p v a, kas vienāds ar punkta A ātruma vērtību un ir vērsts perpendikulāri kloķim OA. No konstruētā segmenta gala novelkam relatīvā ātruma darbības līniju, kas ir vērsta perpendikulāri AB, šī vektora krustošanās punktā ar t-t vadotni atradīsies punkts b. Vektors p v b nosaka punkta B ātrumu, tas ir vērsts no pola p v .
Mēs nosakām ātrumu skaitlisko vērtību, izmērot iegūtos segmentus un reizinot tos ar mēroga koeficientu:
Mēs aprēķinām leņķiskos ātrumus, izmantojot šādas formulas:
kur ir savienojošā stieņa garums (m).
Masas centru atrašanās vietu ātruma plānā noteiks līdzības īpašība:
Klaņa masas centra ātrums ir:
Šajā darbā ātruma aprēķini tiek veikti visām divpadsmit pozīcijām. Aprēķins tiek veikts līdzīgi aplūkotajā situācijā. Visu ātrumu vektori rodas no viena pola. Aprēķinu rezultāti (pilna ātruma plāns) ir parādīti projekta grafiskās daļas pirmajā lapā. Visu mehānisma saišu un saišu punktu ātrumu vērtības ir parādītas 2. tabulā.
2. tabula
2.1.3. Paātrinājumu aprēķināšana
Paātrinājuma aprēķini tiek veikti divām mehānisma darba gājiena pozīcijām, kurās lietderīgais pretestības spēks nav vienāds ar nulli. Paātrinājumus nosaka līdzīgi kā ātrumiem, kuru aprēķins tika veikts iepriekš (2.1.2. sadaļa).
Vispirms noteiksim kloķa punkta A paātrinājumu. Tas ir nemainīgs un vienāds ar kloķa leņķiskā ātruma un tā garuma kvadrāta reizinājumu:
Paātrinājumus atradīsim, izmantojot plāna metodi, šim nolūkam uzrakstīsim vektora vienādojumu punkta B paātrinājumam:
kur un ir attiecīgi saites AB paātrinājuma normālās un tangenciālās sastāvdaļas.
Atrisināsim vienādojumu (2.10) grafiski. Lai to izdarītu, mēs ņemam paātrinājuma plāna mēroga koeficientu, kas vienāds ar:
Mēs veidojam paātrinājuma plānu atbilstoši vektoru virzienam:
Virzīts no punkta A uz punktu O 1;
Virzīts no punkta B uz punktu A;
vērsta perpendikulāri saitei AB;
Virzienu dod t - t ceļvedis.
Noteiksim saites AB paātrinājuma normālo komponentu:
Lai izveidotu paātrinājuma plānu:
· izvēlēties polu r a;
· konstruēt punkta A paātrinājuma vektoru;
· no vektora gala mēs izveidojam staru paralēli saitei AB, un uz šī stara noņemam segmentu, kas vienāds ar: ;
· caur punktu n novelkam taisni, kas ir perpendikulāra AB, atzīmējam tās krustošanās punktu ar t-t vadotni - punktu b;
· segments p a b - punkta B paātrinājums paātrinājuma plānā.
Masas centru paātrinājumu nosaka līdzības princips:
Paātrinājuma plāns pozīcijai Nr.2 parādīts att. 2.1.4
Rīsi. 2.1.4. Paātrinājuma plāns pozīcijai Nr.2
Mēs aprēķinām paātrinājuma skaitliskās vērtības, izmantojot formulas:
Iegūtās visu paātrinājumu vērtības mehānisma pozīcijām Nr.8 un Nr.10 ir norādītas 3.tabulā.
3. tabula
2.2. Kinemātiskā analīze, izmantojot diagrammu metodi
Kinemātisko diagrammu metode ļauj skaidri redzēt, kā mehānisma darbības cikla laikā mainās pārvietojums, ātrums un paātrinājums.
Pieņemsim, ka mēroga koeficients ir vienāds.
Lai izveidotu diagrammas, mums ir nepieciešams laika mēroga faktors un rotācijas leņķa mēroga koeficients. Mēs aprēķinām šos koeficientus, izmantojot šādas formulas:
kur t c - cikla laiks, ; L=180 mm.
Nobīdes diagramma ir parādīta attēlā. 2.2.1
Attēls 2.2.1. Kustības diagramma
Mēs pārnesam izvades saites ātrumus uz ātruma diagrammu, ņemot vērā iegūtos mēroga faktorus. Mēs savienojam iegūtās ātruma vērtības ar līniju, un rezultātā mums ir izejas saites ātruma diagramma divpadsmit mehānisma pozīcijās (2.2.2. att.).
Ātruma diagramma ir veidota uz grafiskās daļas pirmās lapas.
Rīsi. 2.2.2. Ātruma diagramma
Paātrinājuma diagramma veidota, izmantojot grafiskās diferenciācijas metodi. Priekš šī:
· ātruma diagrammu tuvina ar lauztu līniju;
· no ātruma diagrammas pārnest abscisu asi uz paātrinājuma diagrammu un turpināt to aiz koordinātu sākuma punkta (pa kreisi);
· nolikt malā segmentu H = 20 mm;
· ātruma diagrammā nosakām punktu 1/, tad savienojam ar punktu O ar taisni:
· no punkta P velkam staru paralēli hordam O1 /. Mēs iegūstam punktu 1 // ;
· segments O1 // attēlo vidējo paātrinājumu laika intervālā (0;1);
· lai paātrinājuma diagrammā atrastu punktu, nepieciešams atjaunot perpendikulu no laika intervāla vidus (0;1) un projicēt punktu 1 // uz šo perpendikulu;
· Šīs konstrukcijas atkārtojam visu laika intervālu.
Nosakām paātrinājuma diagrammas mēroga koeficientu:
Rīsi. 2.2.3. Paātrinājuma diagramma
3. sadaļa. Kinetostatiskā mehānisma analīze
Kinetostatiskās analīzes mērķi:
· lietderīgās pretestības spēka noteikšana aplūkotajās mehānisma pozīcijās;
· reakciju noteikšana kinemātiskajos pāros;
· balansēšanas momenta noteikšana ar plānu metodi;
· balansēšanas momenta noteikšana ar “cietās sviras” metodi N.E. Žukovskis
3.1. Spēka aprēķins, izmantojot plāna metodi
Spēka aprēķins ar plāna metodi ļauj noteikt reakcijas kinemātiskajos pāros un balansēšanas momentu. Šī metode ir vienkārša, intuitīva un pietiekami precīza inženiertehniskiem aprēķiniem.
3.1.1. Noderīgā pretestības spēka noteikšana
Mehānisma spēka aprēķina marķējumu konstruēšanas procedūra neatšķiras no tā konstrukcijas kinemātiskās analīzes sadaļā, tāpēc šeit nav nepieciešams papildu skaidrojums. Pēc marķējuma izveidošanas mēs pārejam pie spēka diagrammas, kas jāpārnes no avota datiem uz lapu. Ir svarīgi noteikt. pretestības spēku lielumu katrā marķēšanas pozīcijā un noteikt to atbilstību šīm pozīcijām. Uz mehānisma marķējumiem ir atzīmes par slīdņa B punkta pozīciju. Novirzīsim vēlamā grafika ordinātu asi paralēli punkta B trajektorijai no tā nulles pozīcijas uz otru galējo pozīciju. Novirzīsim abscisu asi perpendikulāri šai asij. Šajā gadījumā punkta B kustība būtībā tiek attēlota pa ordinātu asi, un pretestības spēks P tiek attēlots pa abscisu asi tāpat kā sākotnējā grafikā.
Izvēlētajā koordinātu sistēmā ir nepieciešams uzzīmēt skalas pa abām asīm un pēc tam koordinātu režģi tieši tādā pašā veidā, kā tas tika darīts oriģinālajā grafikā kursa projekta uzdevumā. Nolasot vairāku sākotnējā grafa raksturīgo punktu koordinātas, mēs konstruējam šos punktus tam sagatavotajā koordinātu sistēmā un pēc tam secīgi savienojam uzzīmētos punktus, kas dod vēlamo grafiku.
Nolaižot perpendikulus no trajektorijas atzīmēm uz grafika ordinātu asi, iegūstam abscises P vajadzīgajās pozīcijās mehānisma darba gājiena iezīmēšanai. Ņemiet vērā, ka skala gar diagrammas ordinātu asi ir vienāda ar marķējuma skalu (3.1.1. attēls a)
Atradīsim pretestības spēkus:
par 2. pozīciju:
R s_ 2 = 1809 N,
Par 4. pozīciju:
R s_ 4 = 1298 N.
3.1.1.a att. Noderīgā pretestības spēka noteikšana
3.1.2. Struktūrgrupas spēka aprēķins
Pārvietosim saiti AB no mehānisma marķējuma un punktā A atbrīvosim no savienojumiem, atmetot saiti 1 un aizstājot šīs saites darbību ar reakciju, kurai savukārt ir normālas un tangenciālas sastāvdaļas.
Grupas saitēm pielietojam gravitācijas spēkus, inerci, lietderīgo pretestību un savienojumu reakciju. Slodzes diagrammā (3.1.1. att.) spēkus attēlojam pa patvaļīga izmēra segmentiem, bet stingri ievērojot šo spēku virzienus. Mēs virzām inerces spēkus virzienā, kas ir pretējs atbilstošo punktu paātrinājumam. Noderīgais pretestības spēks ir vērsts virzienā, kas ir pretējs slīdņa ātruma virzienam izvēlētajā pozīcijā.
Rīsi. 3.1.1. Strukturālo grupu noslogojuma shēma pozīcijai Nr.2
Nosakām slīdņa inerces spēku pozīcijā Nr.7:
Saites AB inerces spēki:
Pierakstīsim momentu summu attiecībā pret slīdni B:
No (3.3) vienādojuma izsakām:
Pierakstīsim visu spēku, kas iedarbojas uz grupu, summu:
Atrisināsim vienādojumu (3.5) grafiski (3.1.4. att.). Izvēlēsimies mēroga koeficientu. Mēs izvēlamies stabu, caur kuru novelkam taisnu līniju, kas ir paralēla slodzes diagrammai, un izkārtojam to attēlojošu segmentu. Mēs secīgi konstruējam visu spēku vektorus saskaņā ar vienādojumu (3.5), lai nezināmās reakcijas tiktu konstruētas pēdējās. Šo divu vektoru darbības līniju krustpunkts dos šī vienādojuma atrisinājumu. Attēlā 3.1.2 parāda spēka plānu piekabes grupai mehānisma pozīcijā Nr.2.
Rīsi. 3.1.2. Spēka plāns piekabju grupai
Lai noteiktu nezināmu reakciju skaitliskās vērtības, ir nepieciešams izmērīt segmentus, kas norāda uz šīm reakcijām spēka plānā, un reizināt tos ar mēroga koeficientu.
Iegūtās aprēķinu un konstrukciju vērtības tiek ievadītas tabulā.
3.1.3. Sākotnējā mehānisma jaudas aprēķins
Kloķa spēka aprēķins ļauj noteikt balansēšanas momentu.
Lai veiktu aprēķinu, pārvietosim sākotnējo saiti no marķējuma, izmetīsim statīvu un nomainīsim to ar nezināmu reakciju R01. Noslogosim kloķi ar gravitācijas spēkiem un sakabes reakcijām (3.1.3. att.).
Līdzsvarošanas momentu M ur nosakām no kloķa līdzsvara vienādojuma momentu veidā attiecībā pret punktu O 1.
No (3.6) vienādojuma izsakām momentu M ur un atrodam tā skaitlisko vērtību:
Lai atrastu nezināmo reakciju R 01, mēs izveidojam vienādojumu visiem spēkiem, kas iedarbojas uz saiti, un atrisinām to, izmantojot plāna metodi:
Rīsi. 3.1.4. Sākotnējā mehānisma spēku plāns
Reakcija R01:
3.2. Spēka aprēķins, izmantojot “cietās sviras” metodi, N.E. Žukovskis
Spēka aprēķina galvenais uzdevums, izmantojot Žukovska “cietās sviras” metodi, ir pārbaudīt spēku plānu sastādīšanas un reakciju noteikšanas pareizību kinemātiskajos pāros.
No patvaļīga punkta, kas ņemts par P polu, mēs izveidojam paātrinājuma plānu pozīcijai Nr. 8 un pagriežam to par 90 0 pulksteņrādītāja virzienā attiecībā pret tā normālo stāvokli. Ātruma plāns pozīcijai Nr.8 tika sastādīts 2.1.2.punktā. Mēs pārnesam šos spēkus uz to punktu ātruma vektoru galiem, kuros darbojas mehānismam pieliktie spēki, saglabājot to precīzus virzienus.
Nosakām inerces momentu virzienu un vērtību, kas iedarbojas uz mehānismu. Tā kā ab un ātruma plānā sakrīt ar AB uz mehānisma marķējuma, tad
Rīsi. 3.2.1. "Cietā svira"
Ātruma plāna līdzsvara vienādojumus veidojam kā nosacītu stingru sviru spēku momentu veidā attiecībā pret ātruma plāna polu. Spēka sviras tiek ņemtas tieši no sviras bez jebkādām transformācijām:
Mēs definējam:
Līdzsvarošanas moments:
Noteiksim kļūdu:
Līdz ar to kļūda var secināt, ka aprēķins veikts pareizi.
Spēka aprēķins pozīcijai Nr.4 tiek veikts līdzīgi.
Piekabināmās konstrukcijas grupas jaudas aprēķins pozīcijā Nr.4
Līdzīgi tiek veikts mehānisma spēka aprēķins 10. pozīcijā. Aprēķinu rezultātā mēs iegūstam:
Secinājums
Kursa projektā tika risinātas mehānisma kinemātiskās un kinetostatiskās analīzes problēmas. Projekta laikā tika sasniegti šādi mērķi:
· veikts pilnīgs mehānisma kinemātiskais aprēķins;
· tiek noteiktas mehānisma saišu un punktu ātrumu, paātrinājumu un kustību vērtības;
· atrastas mehānisma darba gājiena pozīcijas;
· tiek noteikti spēki un reakcijas, kas iedarbojas uz mehānismu;
Aprēķinu un aprēķinu laikā iegūtās vērtības tika pārbaudītas ar Žukovska metodi. Izmantojot šo metodi, tika noteikta kļūda pozīcijā Nr.2 () un pozīcijā Nr.4 (), kas izrādījās mazāka par pieļaujamo, kas norāda uz pareizām konstrukcijām un aprēķiniem.
Bibliogrāfija
1. N.N. Fjodorovs. Plakano mehānismu projektēšana un kinemātika. Apmācība. Omska, Omskas Valsts tehniskā universitāte, 2010.
2. N.N. Fjodorovs. Plakano mehānismu kinestatika un mašīnu dinamika. Apmācība. Omska, Omskas Valsts tehniskā universitāte, 2009.
3. Artoboļevskis I. I. Mehānismu un mašīnu teorija. Mācību grāmata augstskolām - M.: Nauka, 1988.g.
4. Koževņikovs S.N. Mehānismu un mašīnu teorija. -M.: Nauka, 2012. gads.
Ievietots vietnē Allbest.ru
Līdzīgi dokumenti
Darba mašīnas mehānisma kinemātiskā un kinetostatiskā izpēte. Ātrumu aprēķināšana, izmantojot plāna metodi. Struktūrgrupas un vadošās saites jaudas aprēķins, izmantojot plāna metodi. Līdzsvarošanas spēka noteikšana ar “cietās sviras” metodi N.E. Žukovskis.
kursa darbs, pievienots 05.04.2016
Kloķa-slīdņa mehānisma strukturālā analīze. Pozīciju, ātrumu, paātrinājumu un kinemātisko diagrammu veidošana. Rezultātā radušos inerces spēku un līdzsvarošanas spēku noteikšana. Spararata inerces momenta aprēķins. Izciļņa mehānisma sintēze.
kursa darbs, pievienots 23.01.2013
Darba mašīnas sviras mehānisma strukturālā analīze, tās kinemātiskā un dinamiskā izpēte. Kloķa-slīdņa mehānisms, tā kustīgie savienojumi. Mehānisma, ātrumu un paātrinājumu plānu konstruēšana. Sviras mehānisma jaudas aprēķins.
kursa darbs, pievienots 27.05.2015
Kloķa-slīdņa mehānisma strukturālā analīze, tā strukturālā sastāva noteikšana. Kinemātiskās shēmas sintēze. Plakanā mehānisma kinemātiskā analīze. Spēku, kas iedarbojas uz mehānisma saitēm, noteikšana. Kinetostatiskā spēka analīzes metode.
laboratorijas darbs, pievienots 13.12.2010
Savienojumu un dažādu punktu pozīciju, ātrumu un paātrinājumu noteikšana. Saišu kustības izpēte ar diagrammu, plānu vai koordinātu metodi. Spēku, kas iedarbojas uz saitēm, aprēķins, izmantojot spēku plānu metodi un Žukovska sviru.
kursa darbs, pievienots 28.09.2011
Kalšanas un štancēšanas iekārtas mehānisma strukturālā un kinemātiskā analīze, izmantojot plānu un diagrammu metodi. Spēku un reakciju noteikšana, kas iedarbojas uz saitēm kinemātiskajos pāros. Līdzsvarošanas spēka noteikšana ar N. Žukovska “cietās sviras” metodi.
kursa darbs, pievienots 01.11.2013
Kloķa-slīdņa mehānisma strukturālā un kinemātiskā analīze. Lineāro un leņķisko ātrumu un paātrinājumu noteikšana. Lielākā bremzēšanas spēka aprēķins in bremžu iekārta; pārnesumkārbas piedziņas, zobratu transmisijas un vārpstu kinemātiskie parametri.
tests, pievienots 22.03.2015
Rasēšanas preses sviras mehānisma strukturālā un kinemātiskā analīze. Klases definīcija un tās sadalīšana Asura grupās. Mehānismu, ātrumu un paātrinājumu novietojuma plānu konstruēšana. Līdzsvarošanas spēka noteikšana ar Žukovska sviras metodi.
kursa darbs, pievienots 17.05.2015
Kinemātiskā diagramma kloķa līdzsvara mehānisms. Vadošās saites sākotnējā pozīcija. Kinemātiskās diagrammas, ātruma un paātrinājuma plāni. Balansēšanas momenta noteikšana uz piedziņas kloķa, testēšana ar Žukovska sviras metodi.
tests, pievienots 27.07.2009
Kloķa-slīdņa mehānisma kinemātiskās un kinetostatiskās izpētes pamati. Ātrumu, paātrinājumu un statistisko momentu plāna rasējumu izstrāde ar sekojošu to vērtību aprēķinu. Kinemātiskā pāra ātruma hodogrāfa uzbūve.
1. Mehānisma strukturālā analīze
1.1. Mehānisma mobilitātes pakāpes noteikšana
Kur N= 3 — mehānisma kustīgo daļu skaits
— piektās klases kinemātisko pāru skaits
— ceturtās klases kinemātisko pāru skaits
Dotajā mehānismā ir četri piektās klases pāri
Rotācijas pāri
3,0 translācijas pāri
Nav ceturtās klases pāru
1.2. Mehānisma klases noteikšana
Lai to izdarītu, mēs sadalām mehānismu Assur grupās.
Mēs definējam otrās klases Assur grupu, ko veido saites 2 un 3. Vadošā saite paliek, veidojot pirmās klases mehānismu.
I klases mehānisms II klases mehānisms
Pasūtījums 2
Mehānisma uzbūves formula
I (0,1) II (2,3)
Savienojošās grupas klase ir otrā, tāpēc aplūkojamais mehānisms pieder pie otrās klases.
2 Mehānisma ģeometriskā sintēze
2.1. Mehānisma zīmēšana galējās pozīcijās
2.2 Nosakiet kloķa un savienojošā stieņa lineāros izmērus
Kloķa ātrums n1= 82 apgr./min
Slīdņa gājiens S = 0,575 m
Kloķa garuma attiecība pret klaņa garumu
Ekscentricitātes attiecība pret kloķa garumu
2.3. Viena kloķa s apgrieziena laikā;
Slīdnis nobrauks attālumu S, pie S=2AB
Nosakiet saites garumu;
Nosakiet saites garumu;
No sakarības nosakām punkta M pozīciju uz saites AB
; INM=0,18 × 1,15 = 0,207 m;
3 Kloķa-slīdņa mehānisma plāna uzbūve
Lai izveidotu kloķa-slīdņa mehānisma plānu, mēs uzzīmējam apli ar rādiusu AB, pēc tam novelkam horizontālu līniju AC. Mēs sadalām apļus 12 daļās (12 mehānisma pozīcijām). Tālāk mēs uzliekam segmentus B0C0, B1C1 ... B11C11 uz horizontālās maiņstrāvas. Apļa A centru savienojam ar punktiem B0, B1 ... B11. Katrā no 12 kloķa pozīcijām mēs noliekam segmentu ВМi (kur i ir kloķa pozīcijas numurs). Savienojot punktus M0, M1 ... M11, iegūstam punkta M trajektoriju.
4 Punktu O, A, B, M ātrumu noteikšana četrām pozīcijām.
1. pozīcija:
Nosakiet punkta B ātrumu
Apsvērsim
Noteikt no trijstūra ABC
Apsvērsim
Mēs nosakām RS caur
Caur mēs nosakām AR
VR definēšana
Mēs definējam Ð Dž
MR noteikšana
Punktu A, C un M ātrumus nosakām pēc formulas
Mēs definējam
Pārbaudīsim:
2. pozīcija:
Nosakiet punkta B ātrumu
Apsvērsim
Izmantojot sinusa likumu, mēs nosakām:
Noteikt no trijstūra OAB
Izmantojot sinusa likumu, mēs nosakām AC
Apsvērsim
Mēs nosakām RS caur
Caur mēs nosakām AR
VR definēšana
Mēs definējam Ð Dž
Definēsim MR
Mēs definējam Ð Y
Pārbaudīsim:
3. pozīcija:
Tā kā ātrumi VB, VC un VM ir paralēli un punkti B, C un M nevar atrasties vienā perpendikulāri šo ātrumu virzienam, tad savienojuma stieņa BC momentānais ātrumu centrs atrodas bezgalībā, tā leņķiskais ātrums ir , un tas veic momentānu translācijas kustību. Tāpēc šobrīd:
4. pozīcija:
Nosakiet punkta B ātrumu
Apsvērsim
Izmantojot sinusa likumu, mēs nosakām:
Mēs definējam Ð B no trijstūra ABC
Izmantojot sinusa likumu, mēs nosakām AC
Apsvērsim
Mēs nosakām RS caur
Caur mēs nosakām AR
Apsvērsim
VR definēšana
Mēs definējam Ð Dž
Definēsim MR
Punktu A, B un M ātrumus nosakām pēc formulas
Mēs definējam Ð Y
Pārbaudīsim:
5. Noviržu, ātrumu un paātrinājumu diagrammu konstruēšana.
Jāizveido kloķa-slīdņa mehānisma slīdņa C attālumu, ātrumu un paātrinājumu kinemātiskā diagramma. Kloķis AB ar garumu l=0.29m griežas ar konstanti leņķiskais ātrums n1 = 82 apgr./min
Kloķa-slīdņa mehānisms kalpo, lai rotācijas kustību pārvērstu translācijas kustībā un otrādi. Tas sastāv no gultņiem 1, kloķa 2, klaņa 3 un slīdņa 4.
Kloķis veic rotācijas kustību, savienojošais stienis veic plakni paralēlu kustību, un slīdnis veic turp un atpakaļ kustību.
Divi viens ar otru savienoti ķermeņi kustīgi veido kinemātisko pāri. Ķermeņus, kas veido pāri, sauc par saitēm. Parasti tiek norādīts piedziņas saites (kloķa) kustības likums. Kinemātiskās diagrammas tiek konstruētas viena perioda (cikla) ietvaros, līdzsvara stāvokļa kustība vairākām piedziņas saites pozīcijām.
Mēs veidojam skalu divpadsmit pozīcijās, kas atbilst secīgiem kloķa pagriezieniem ik pēc 300.
Kur S = 2r ir slīdņa gājiena faktiskā vērtība, kas vienāda ar divkāršu kloķa vērtību.
— slīdņa gājiens uz mehānisma diagrammas.
No kurienes nāk laika skala?
1. segments uz laika ass tiks sadalīts 12 vienādās daļās, kas atbilst izvēlētajā skalā kloķa rotācijai leņķos: 300, 600, 900, 1200, 1500, 1800, 2100, 2400, 2700, 33000, , 3600 (1.–12. punktā). Uzzīmēsim vertikālos segmentus no šiem punktiem: 1-1S = В0В1, 2-2S = В0В2 utt. Līdz slīdņa B galējai labajai pozīcijai šie attālumi palielinās, un, sākot no pozīcijas B, tie samazinās. Ja punkti 0s, 1s, 2s ... 12s ir savienoti virknē ar līkni, tad tiks iegūta punkta B pārvietojumu diagramma.
Ātrumu un paātrinājumu diagrammu konstruēšanai tiek izmantota grafiskās diferenciācijas metode. Ātruma diagramma ir veidota šādi.
Zem nobīdes diagrammas uzzīmējam koordinātas v un t un v ass turpinājumā pa kreisi tiek patvaļīgi uzzīmēts izvēlētais polu attālums HV=20mm.
No punkta Pv novelkam taisnes, kas ir paralēlas līknes S pieskarēm, attiecīgi punktos 0s, 1s, 2s ... 12s. Šīs taisnes nogriež segmentus uz V ass: 0-0v, 0-1v, 0-2v..., proporcionāli ātrumiem attiecīgajos diagrammas punktos. Mēs pārvietojam punktus uz atbilstošo punktu ordinātām. Mēs savienojam virkni iegūto punktu 0v, 1v, 2v... ar gludu līkni, kas ir ātruma diagramma. Laika skala paliek nemainīga, ātruma skala:
Paātrinājuma diagrammu veidojam līdzīgi kā ātruma diagrammu. Paātrinājuma skala
Kur Ha=16mm ir paātrinājuma diagrammai izvēlētais polu attālums.
Tā kā ātrums un paātrinājums ir 1. un 2. nobīdes atvasinājumi attiecībā pret laiku, bet attiecībā pret augšējo diagrammu, tad apakšējā ir diferenciāllīkne, bet attiecībā pret apakšējo augšējo – integrālā līkne. Tātad pārvietošanās diagrammas ātruma diagramma ir diferenciāla. Veidojot verifikācijas kinemātiskās diagrammas, jāizmanto atvasinājuma īpašības:
- pieaugošs nobīdes grafiks (ātrums) atbilst ātruma grafika (vienādojuma) pozitīvajām vērtībām, bet samazinās - negatīvām vērtībām;
— maksimālais un minimālais punkts, t.i., nobīdes (ātruma) grafika galējā vērtība atbilst ātruma (paātrinājuma) grafika nulles vērtībām;
— pārvietojuma (ātruma) grafika lēciena punkts atbilst ātruma (paātrinājuma) grafika galējām vērtībām;
— lēciena punkts pārvietojuma diagrammā atbilst punktam, kurā paātrinājums ir nulle;
- jebkuras kinemātiskās diagrammas perioda sākuma un beigu ordinātas ir vienādas, un šajos punktos novilktās pieskares ir paralēlas.
Lai attēlotu slīdņa B kustību, mēs izvēlamies koordinātu asis s, t. Uz abscisu ass mēs uzzīmējam segmentu l = 120 mm, kas attēlo laiku T vienam pilnam kloķa apgriezienam
Mēs veicām kloķa-slīdņa mehānisma saišu ģeometrisku aprēķinu, noteicām kloķa un slīdņa garumus, kā arī noteicām to attiecību. Mēs aprēķinājām kloķa-slīdņa mehānismu četrās pozīcijās un noteicām punktu ātrumus, izmantojot momentāno ātruma centru četrām pozīcijām. Mēs izveidojām pārvietojumu, ātrumu un paātrinājumu diagrammas. Tika konstatēts, ka aprēķinos ir radusies zināma kļūda konstrukcijas un noapaļošanas dēļ.
Permas Valsts tehniskā universitāte
NODAĻA "Kompozītu materiālu un konstrukciju mehānika."
KURSA PROJEKTS
PĒC TEORIJASMEHĀNISMI UN MAŠĪNAS
Temats:
Vingrinājums:
Iespēja:
Pabeigts: grupas skolnieks
Pārbaudīts: Profesors
Poezzhaeva E.V.
Perme 2005
Mehānisma strukturālā analīze………………………………………………………3
Mehānisma kinemātiskā analīze……………………………………………..4
Mehānisma kinetostatiskā analīze……………………………………….…9
Spararata aprēķins…………………………………………………………………12
Kameru profilēšana………………………………………………………17
Zobratu dizains…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Norādījumi aprēķinu veikšanai kursa projektam par TMM…….23
Atsauces……………………………………………………………24
Kloķa-slīdņa mehānisma strukturālā analīze3
1. Attēlosim mehānisma blokshēmu
OA - kloķis - veic rotācijas kustību;
AB - savienojošais stienis - veic plakni paralēlu kustību;
B - slīdnis - veic translācijas kustību.
2. Noskaidrosim mehānisma mobilitātes pakāpi, izmantojot Čebiševa formulu:
3. Sadalīsim Assur strukturālās grupās
4. Pierakstīsim to strukturālā formula mehānisms I=>II 2 2
5. Definējiet klasi, visa mehānisma secību.
Pētāmais mehānisms sastāv no pirmās klases mehānisma un otrās kārtas otrās klases strukturālās grupas (savienojošais stienis un slīdnis), tāpēc OAV hidrauliskais sūknis ir mehānisms otrās šķiras otrās kārtas.
Mehānisma kinemātiskā analīze
Sākotnējie dati: 
OA = m, 
AB = mm
Kinemātiskajā analīzē tiek atrisinātas trīs problēmas:
problēma ar nodrošinājumu;
ātruma problēma;
paātrinājuma problēma.
Problēma ar nodrošinājumu
Kloķa-slīdņa mehānisma konstrukcija.Atradīsim mehānisma galējās pozīcijas: darba gājiena sākums un beigas. Mēs atrodam darba gājiena sākumu, izmantojot formulu:
l - kloķa garums OA
g - savienojošā stieņa AB garums
Mēs atrodam darba gājiena beigas, izmantojot formulu:
Darba insults
S=S" - S"=2r [m];
Izveidosim mērogojamu mehānismu
1
=
AB/OA= [m/mm]
Atradīsim garumu AB:
AB = 
AB/1= [mm]
Mēs parādīsim punktu kustību divpadsmit mehānisma pozīcijās. Lai to izdarītu, sadaliet apli 12 vienādās daļās (izmantojot serifa metodi).
Konstruēsim klaņa līkni. Lai to izdarītu, atrodiet katras saites smaguma centru un savienojiet to ar gludu līniju.
Mašīnas pozīciju plānus izmanto, lai noteiktu ātrumu un paātrinājumus noteiktās pozīcijās.
Ātruma problēma
Kinemātiskā analīze tiek veikta, izmantojot grafiski analītisko metodi, kas atspoguļo ātruma izmaiņu skaidrību un nodrošina pietiekamu precizitāti. Vadības ātrums:
[ms-1]
Pierakstīsim vektoru vienādojumus:
V B = V A + V AB ; V B = V X + V B X
kur V X =0; V A OA; V AB AB; V BX BX
Mēs nosakām vektoru V BA, V B, V S 2 vērtības pēc konstrukcijas. Izvēlēsimies ātruma plāna mērogu
[ms -1 /mm].
Ge pa - segments, kas raksturo ātruma vērtību zīmējumā = mm. No patvaļīga punkta p - ātruma plāna pola mēs attēlojam vektoru pa,
perpendikulāri OA. Caur punktu a novelkam taisni, kas ir perpendikulāra AB. X ass krustpunkts (izvēlēts punkta in virzienā) ar šo taisni dos punktu iekšā, savienojot punktu iekšā ar polu, iegūstam punkta ātruma vektoru. Noteiksim ātruma t vērtību:
[ms-1]
Punkta atrašanās vieta ātruma plānā tiek noteikta pēc proporcijas:
Savienojot punktu S 2 ar polu p, iegūstam punkta S2 ātruma lielumu un virzienu:
[ms-1]
[ms-1]
Definēsim:
[ms-1]
[ms-1]
[ms-1]
Definēsim:
[s -1]
Virzienu 2 nosaka vektora vba pārnešana t.B attiecībā pret t.A.
|
Parametrs |
Mehānisma pozīcija |
|||||||||||
