Dots (2.10. att.): j 1, w 1 =konst., l B.D. l DC, l AB, l BC, m l [ Mmm ] .
Ātrums V B= w 1 l A B punkts B ir vērsts perpendikulāri saitei AB tās griešanās virzienā.
Lai noteiktu punkta C ātrumu, mēs izveidojam vektora vienādojumu:
C = B+ ZA
Zināms punkta C absolūtā ātruma virziens - paralēli taisnei x-x. Punkta B ātrums ir zināms, un relatīvais ātrums V C B ir vērsts perpendikulāri saitei BC.
Mēs veidojam ātruma plānu (2.11. att.) saskaņā ar iepriekš rakstīto vienādojumu. Šajā gadījumā m n = V B / Rv[m/s mm ].
Punkta B absolūtais paātrinājums ir vienāds ar parasto paātrinājumu a p VA(kopš w 1 = konst., e 1 = 0 un A t V =0) a B = a p BA = w 2× l VA[m/s2]
un ir vērsta pa saiti AB no punkta B uz punktu A.
Paātrinājuma plāna mēroga koeficients m a = a B / lpp V[m/s mm], kur p V- patvaļīga garuma segments, kas plānā attēlo paātrinājumu a B.
C punkta paātrinājums:
(vienā virzienā),
Kur a p SV = V 2 SV / l SV[m/s2]
Segments, kas attēlo šo paātrinājumu paātrinājuma plānā:
p SV = a p SV / m A[mm]
Izvēlamies paātrinājuma plāna polu p. No staba mēs novelkam līniju, pa kuru tiek virzīts paātrinājums a B(//AB) un nolieciet malā izvēlēto segmentu lpp V, kas attēlo šo paātrinājumu plānā (2.12. att.). No iegūtā vektora gala mēs novelkam virziena līniju parastajam komponentam a p ZA paralēli ZA saitei un novietojiet segmentu malā p sv, kas attēlo mērogā m A Tas ir normāls paātrinājums. No parastā paātrinājuma vektora gala mēs novelkam virziena līniju tangenciālajai komponentei a t ZA, un no pola lpp - punkta C absolūtā paātrinājuma virziens ( ïï xx). Šo divu virzienu krustpunktā iegūstam punktu C; šajā gadījumā vektors pC apzīmē vēlamo paātrinājumu.
Šī paātrinājuma modulis ir vienāds ar:
un C = ( lpp ar) m A[m/s2]
Leņķiskais paātrinājums e 2 ir definēts šādi:
e 2 = a t ZA / l ZA= (tCB) m a/l ZA[1/s2]
Virziens e 2 parādīts mehānisma diagrammā.
Lai atrastu punkta D ātrumu, jums jāizmanto līdzības teorēma, ko izmanto, lai noteiktu vienas saites punktu ātrumus un paātrinājumus, ja ir zināmi divu citu šīs saites punktu ātrumi (paātrinājumi): vienas saites punktu relatīvie ātrumi (paātrinājumi) veido skaitļus ātruma (paātrinājuma) plānos, līdzīgi kā tāda paša nosaukuma figūra mehānisma diagrammā. Šie skaitļi atrodas līdzīgi, t.i. Mehānisma diagrammā nolasot burtu apzīmējumus vienā virzienā, burti ātruma (paātrinājuma) plānā seko vienā virzienā.
Lai atrastu punkta D ātrumu, ir jākonstruē trijstūris, kas līdzīgs mehānisma diagrammā redzamajam trīsstūrim.
Trijstūri D cвd(ātruma plānā) un DСВD (mehānisma plānā) ir trīsstūri ar savstarpēji perpendikulārām malām. Tāpēc, lai izveidotu trīsstūri D cвd no punktiem c un uzzīmējiet perpendikulus CD un BD V attiecīgi. To krustpunktā mēs iegūstam punktu d, kuru savienojam ar polu.
Punkta D paātrinājumu nosaka arī līdzības teorēma, jo ir zināmi pārējo divu 2. saites punktu paātrinājumi, proti, A In un A C. Paātrinājuma plānā jākonstruē trīsstūris D V cd, līdzīgi kā trīsstūris DBCD mehānisma diagrammā.
Lai to izdarītu, vispirms mēs to izveidosim uz mehānisma diagrammas un pēc tam pārnesim uz paātrinājuma plānu.
Līnijas segments " Sv Paātrinājuma plānu pārnesam uz tāda paša nosaukuma segmentu ZA uz mehānisma diagrammas, novietojot uz ZA posma no jebkura punkta (C vai B) (2.10. att.). Pēc tam pa segmentu " Sv» uz mehānisma ir uzbūvēts trīsstūris D V dс, līdzīgi trijstūrim DBDC, kuram no punkta “C” paralēli taisnei DC novilkta taisne “dс”, līdz tā krustojas ar taisni ВD. Mēs saņemam D V dc ~ DBDC.
Iegūtās trīsstūra malas r 1 un r 2 ir vienādas ar vēlamās malām
|
|
|
| |
trīsstūris uz paātrinājuma plāna, ko var konstruēt, izmantojot serifus (2.12. att.). Tālāk jums jāpārbauda figūru izkārtojuma līdzība. Tātad, nolasot trijstūra DBDC virsotņu burtu apzīmējumus mehānisma diagrammā pulksteņrādītāja virzienā, mēs iegūstam secību burti B-D-C; uz paātrinājuma plānu tajā pašā virzienā, t.i. pulksteņrādītāja virzienā, mums vajadzētu iegūt tādu pašu burtu secību V-d-s. Līdz ar to risinājumu apmierina apļu r 1 un r 2 kreisais krustošanās punkts.
Ko darīsim ar saņemto materiālu:
Ja šis materiāls jums bija noderīgs, varat to saglabāt savā lapā sociālajos tīklos:
| Čivināt |
Visas tēmas šajā sadaļā:
Kinemātiskās izpētes grafiskā metode
2.1.1. Ātruma un paātrinājuma noteikšanas pamatvienādojumi…………………………………………..25 2.1.2. Četru stieņu mehānismu kinemātika……………………………
Šarnīrveida četrsavienojums
Dots (2.6. att.): j1, w1 = const, l1, l2, l3, lo = lAD, ml [m/mm].
Kloķa mehānisms
Dots (2.13. att.): j1, w1=const, l1, l0= lAC, ml[m/mm]. Punkts B, kas pieder pirmajam
Plakano sviru mehānismu kinemātiskā sintēze
Kinemātiskā sintēze– tas ir mehānisma diagrammas dizains, pamatojoties uz tās norādītajām kinemātiskajām īpašībām. Izstrādājot mehānismus, galvenokārt pamatojoties uz pieredzi, saistībā ar
Nosacījums kloķa esamībai četrstieņu mehānismos
Kloķa pastāvēšanas nosacījumus četrstieņu mehānismos nosaka Grashofa teorēma: ja slēgtā šarnīrveida četrstieņu kinemātiskajā ķēdē tiek aprēķināta stieņu garumu summa.
Grašofa teorēmas pielietojums kinemātiskajai ķēdei ar translācijas pāri
Palielinot rotācijas pāru izmērus, ir iespējams iegūt translācijas pārus, paplašinot asis. Eņģes tapas D izmēru (2.19.b att.) var ņemt lielāku
Apskatīsim kloķa-slīdņa mehānismu, kurā kustības līnija
slīdnis ir nobīdīts attiecībā pret kloķa griešanās centru. Lielumu "e" sauc par pārvietojumu vai disaksiālo. Ļaujiet mums noteikt, ar kādu izmēru attiecību
Kloķa mehānisms
Apsvērsim divas šūpuļmehānisma iespējas: ar šūpojošo sviru un ar rotējošo sviru. Lai iegūtu mehānismu ar šūpojošo sviru, statīva garumam jābūt lielākam par kloķa garumu,
Šarnīrveida četrstieņu
Apskatīsim četrsaišu šarnīrsavienojumu (2.27. att.), kas atrodas līdzsvarā, iedarbojoties uz dotajiem momentiem: piedziņas motors uz piedziņas saites 1 un pretestības moments.
Četru stieņu sviru mehānismu sintēze, pamatojoties uz saišu pozīcijām
Četru stieņu mehānismi bieži tiek izmantoti dažādu priekšmetu pārvietošanai no pozīcijas uz vietu. Šajā gadījumā pārnēsājamo priekšmetu var savienot gan ar savienojošo stieni, gan
Mehānismu dinamiskā analīze un sintēze
Dinamiskās izpētes mērķis ir iegūt mehānisma (tā saišu) kustības likumu atkarībā no spēkiem, kas uz to iedarbojas. Risinot šo problēmu, mēs apsvērsim
I II III
Es – pirmā saite padara rotācijas kustība; II – 2. saite veic sarežģītu kustību; III – 3. saite virzās uz priekšu. Lai noteiktu
Zobstienis
Ja viena riteņa centru noņem no bezgalības, tad tā apļi pārvērtīsies paralēlās taisnās līnijās; ģenerējošās līnijas pieskares punkts N1 (tā ir arī parastā norma un
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 uzzīmējam 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 pie nemainīga leņķiskā ātruma n1=82rpm.
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 uzzīmējam segmentu l=120mm, kas attēlo laiku T pilns pagrieziens kloķis
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
Dizains pārnesumu transmisija………………………………………...20
Norādījumi aprēķinu veikšanai kursa projektam par TMM…….23
Atsauces……………………………………………………………24
Kloķa-slīdņa mehānisma strukturālā analīze3
1. Attēlosim blokshēma mehānisms
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 mehānisma strukturālo formulu I=>II 2 2
5. Definējiet klasi, visa mehānisma secību.
Pētāmais mehānisms sastāv no pirmās klases mehānisma un strukturālā grupa otrās kārtas otrā klase (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 gājiens
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 savienojošā stieņa 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 |
|||||||||||
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. IN kinemātiskā analīze mehānisma punktu ātrumi un paātrinājumi tika noteikti, izmantojot plānu un kinemātisko diagrammu metodes. IN kinetostatiskā analīze Spēka aprēķins tika veikts, 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.
Mehānismu strukturālās un kinemātiskās analīzes ir vērstas uz mehānismu uzbūves teorijas izpēti, pētot to veidojošo ķermeņu kustību 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 izstrāde kinemātiskās shēmas s, nodrošinot ar pietiekamu tuvinājumu vajadzīgā kustības likuma reproducēšanu.
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 savilkšanas ķermeņi vai ierīces, kurām 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. Mehānisma strukturālā analīze
Skrīninga mehānisms (1. attēls) sastāv no piecām saitēm: 1 – kloķa OA, kas veic rotācijas kustību; 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. Zobratu transmisijas kinemātiskā analīze
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 rasējumā no kloķa OA pilna apgrieziena, 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 – Leņķiskie ātrumi saites un parastie 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
Kinetostatiskās analīzes mērķis ir atrast inerces 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 ar pēdējo strukturālo grupu. 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.
Notiek strukturālā analīze noteikt mehānisma uzbūvi 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: Mācību grāmata - 4.izd., papildus. 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
