Ročni mehanizem Tmm. Strukturna analiza 3 ročično-drsni mehanizem

drsni mehanizem

2.1. Blok diagram mehanizma

Slika 2.1 Blok diagram mehanizma ročičnega drsnika

2.2. Prepoznavanje zapletenih in razmaknjenih kinematičnih parov

V mehanizmu ročičnega drsnika ni razmaknjenih kinematičnih parov. Par INzapleten, zato ga bomo obravnavali kot dva kinematična para.

2.3. Klasifikacija kinematičnih parov mehanizma

Preglednica 2.1

P / p Št.	Številke povezav, ki tvorijo par	Simbol	Ime	Mobilnost	Višje / Slabši	Zaključek (Geometrijska / Moč)	Odprto / Zaprto
			Rotacijski
			Rotacijski
			Rotacijski
			Rotacijski
			Rotacijski
			Rotacijski
			Prevajalski

Preiskovani mehanizem je sestavljen samo iz enosmernih kinematičnih parov ( r 1 = 7, r\u003d 7), kjer r 1 - število enojnih kinematičnih parov v mehanizmu, r- skupno število kinematičnih parov v mehanizmu.

2. 4. Klasifikacija povezav mehanizma

Preglednica 2.2

P / p Št.	Številke povezav	Simbol	Ime	Promet	Število točk
				Je odsoten
			Ročica	Rotacijski

				Rotacijski

				Prevajalski

Mehanizem ima: štiri () dvotočkovne () linearne povezave 1,2,4,5; ena (n 3 \u003d 1) povezava s tremi vrhovi, ki je osnovna povezava; pet () gibljivih povezav.

Poiščite število povezav s stojalom. Transportni mehanizem ima tri () nastavke na stojalo.

V preučenem kompleksnem mehanizmu lahko ločimo en osnovni mehanizem

Slika: 2.4 Drsni mehanizem ročice.

V preiskanem mehanizmu ročičnega drsnika ni mehanizmov z odprtimi kinematičnimi verigami.

Mehanizem vsebuje le preproste stacionarne mehanizme.

V preiskovanem mehanizmu ni nobenih pritrdilnih povezav. Povezava 3 je hkrati vključena v dva preprosta mehanizma - zgibni štirisklepni mehanizem in drsnik. Zato za to povezavo

Mehanizem razvrščamo. Preiskovani mehanizem ima konstantno strukturo, je kompleksen in iste vrste. Sestavljen je iz enega osnovnega mehanizma in dveh nepremičnih preprostih, ki vsebujeta samo zaprte kinematične verige.

Mehanizem obstaja v tri premičnem prostoru.

Formule za določanje mobilnosti teh mehanizmov bodo v naslednji obliki:

Določimo mobilnost tečajne povezave s štirimi povezavami. Ta mehanizem ima: tri () premične povezave 1,2,3; štirje () enosmerni kinematični pari O, A, B, C.

Poiščimo gibljivost ročično drsnega mehanizma. Ima: () premične povezave 3,4,5 in štiri () kinematične pare C, B, D, K. Njegova mobilnost se določi na enak način:

Mobilnost kompleksnega mehanizma določimo po formuli:

Analiziramo strukturni model obdelovalnega orodja. Preverimo, ali preiskovani mehanizem ustreza strukturi matematičnega modela. Mehanizem ima: sedem () enojno premikajočih se kinematičnih parov; pet () premičnih dvoverišnih () povezav, osnova je; tri pritrditve na stojalo () in brez sidrnih povezav ().

Matematični model:

;

Ker so se enačbe modela spremenile v identitete, ima preiskovana naprava pravilno strukturo in je mehanizem.

Izberimo in izvedimo klasifikacijo strukturnih skupin. Osnovni mehanizem je običajno razvrščen kot mehanizem razreda I.

Razred strukturne skupine je določen s številom kinematičnih parov, vključenih v zaprto zanko, ki jo tvorijo notranji kinematični pari. Vrstni red skupin določa število zunanjih kinematičnih parov. Vrsta skupine se določi glede na lokacijo rotacijskih in translacijskih kinematičnih parov na njej.

2-red

Vidimo, da so identificirane strukturne skupine po vrsti in količinski sestavi povezav in kinematičnih parov popolnoma podobne. Vsaka od strukturnih skupin ima: dve premični povezavi (), povezave pa so dvotočja (), zato ima osnovna povezava tudi dve točki (); trije () enosmerni kinematični pari, od katerih sta dva zunanja ().

Preverimo, ali izbrane strukturne skupine ustrezajo matematičnim modelom. Ker so skupine podobne, preverimo samo eno skupino, na primer OAB. Matematični modeli strukturnih skupin so naslednji:

Ročica drsni mehanizem spada v II razred.

3. Kinematična analiza mehanizma

Kinematična analiza katerega koli mehanizma je sestavljena iz določanja: skrajnih (mrtvih) položajev stroja, vključno z opredelitvijo poti posameznih točk; hitrosti in pospeški značilnih točk povezav po znanem zakonu gibanja začetne povezave (splošna koordinata).

3.1 Določitev skrajnih (mrtvih) položajev mehanizma

Skrajne (mrtve) položaje mehanizma lahko določimo analitično ali grafično. Ker daje analitika večjo natančnost, je pri določanju skrajnih položajev prednostna.

Pri drsniku ročice in zgibnem gonilki štirikolesnika sta skrajna položaja, ko se ročica in ojnica raztegneta () in nato zložita () v eno vrstico.

Slika: 3.1 Določitev skrajnih položajev mehanizma.

3.2 Določitev položajev povezav mehanizma grafično.

Slika: 3.3 Konstrukcija zaprtih vektorskih kontur.

Strukturni diagram mehanizma postavimo v pravokotni koordinatni sistem, katerega izvor je postavljen v točko O. Vektorje povežemo s povezavami mehanizma, tako da je njihovo zaporedje dve zaprti konturi: OABCO in CBDC.

Za vezje OABCO: (3.1)

Enačbo predstavljamo v projekcijah na koordinatne osi.

1. Strukturna analiza mehanizem

1.1 Določitev stopnje gibanja mehanizma

Kje N= 3 - število gibljivih povezav mehanizma

- število kinematičnih parov petega razreda

- število kinematičnih parov četrtega razreda

V danem mehanizmu štirje pari petega razreda

Rotacijski pari

3,0 prevodnih parov

Nobenih parov četrtega razreda

1.2 Opredelitev razreda mehanizma

Da bi to naredili, mehanizem razdelimo na asurske skupine.

Določimo skupino Assur drugega razreda, ki jo tvorijo povezave 2 in 3. Vodilna povezava ostaja, ki tvori mehanizem prvega razreda.

Premik razreda I Premik razreda II

Naročilo 2

Formula strukture mehanizma

I (0,1) II (2,3)

Razred povezovalne skupine je drugi, zato obravnavani mehanizem spada v drugi razred.

2 Geometrijska sinteza mehanizma

2.1 Mehanizem narišemo v skrajnih položajih

2.2 Določite linearne mere ročice in ojnice

Vrtilna frekvenca n1 \u003d 82 vrt / min

Hod drsnika S \u003d 0,575 m

Razmerje med dolžino ročice in dolžino ojnice

Razmerje ekscentričnosti in dolžine ročice

2.3 Med enim vrtljajem ročice s;

Drsnik bo pokrival razdaljo S pri S \u003d 2AB

Določite dolžino povezave;

Iz razmerja določimo položaj točke M na povezavi AB

; INM\u003d 0,18 x 1,15 \u003d 0,207 m;

3 Izdelava načrta mehanizma ročičnega drsnika

Če želite sestaviti načrt mehanizma ročičnega drsnika, narišite krog s polmerom AB, nato narišite vodoravni AC. Kroge razdelimo na 12 delov (za 12 položajev mehanizma). Nato odložimo segmente B0C0, B1C1 ... B11C11 na vodoravni izmenični tok. Središče kroga A povežemo s točkami B0, B1 ... B11. Na vsakem od 12 položajev ročice postavite na stran segment BMi (kjer je i številka položaja ročice). Povezujoči točki М0, М1 ... М11 dobimo smer gibanja točke M.

4 Določitev hitrosti točk O, A, B, M za štiri položaje.

Položaj 1:

Določite hitrost točke B

Razmislite

Določi iz trikotnika ABC

Razmislite

Določimo računalnik skozi

Določimo AR

Določite BP

Določimo Ð J

Določite MR

Iz formule določite hitrosti točk A, C in M

Določimo

Preverimo:

Položaj 2:

Določite hitrost točke B

Razmislite

S sinusnim izrekom določimo:

Določi iz trikotnika OAB

S sinusnim izrekom definiramo AC

Razmislite

Določimo računalnik skozi

Določimo AR

Določite BP

Določimo Ð J

Določimo MR

Določimo Ð Y.

Preverimo:

Položaj 3:

Ker so hitrosti VB, VC in VM vzporedne in točke B, C in M \u200b\u200bne morejo ležati na istem pravokotniku na smer teh hitrosti, trenutno trenutno središče hitrosti ojnice BC leži v neskončnosti, kotni hitrosti in sproži takojšnje translacijsko gibanje. Zato trenutno:

4. položaj:

Določite hitrost točke B

Razmislite

S sinusnim izrekom določimo:

Določimo Ð B iz trikotnika ABC

S sinusnim izrekom definiramo AC

Razmislite

Določimo računalnik skozi

Določimo AR

Razmislite

Določite BP

Določimo Ð J

Določimo MR

Iz formule določite hitrosti točk A, B in M

Določimo Ð Y.

Preverimo:

5. Izdelava diagramov premikov, hitrosti in pospeškov.

Naj bo treba zgraditi kinematični diagram razdalj, hitrosti in pospeškov drsnika C mehanizma ročičnega drsnika. Ročica AB dolžine l \u003d 0,29 m se vrti s konstantno kotno hitrostjo n1 \u003d 82 vrt / min.

Mehanizem ročičnega drsnika služi za pretvorbo rotacijskega gibanja v translacijsko gibanje in obratno. Sestavljen je iz ležajev 1, ročice 2, ojnice 3 in drsnika 4.

Ročica vrti vrtljivo, ojnica je ravninsko vzporedna, drsnik pa je batni.

Dve telesi, premično povezani med seboj, tvorita kinematični par. Tela, ki tvorijo par, se imenujejo povezave. Običajno je določen zakon gibanja pogonske povezave (ročice). Konstrukcija kinematičnih diagramov se izvede v enem obdobju (ciklu), enakomerno gibanje za več položajev vodilne povezave.

Gradimo na lestvici v dvanajstih položajih, kar ustreza zaporednim obračanjem ročice vsakih 300.

Kjer je S \u003d 2r - dejanska vrednost drsnika, enaka dvakratni vrednosti ročice.

- hod drsnika na diagramu mehanizma.

Kje je časovna lestvica

Segment 1 na časovni osi je razdeljen na 12 enakih delov, ki v izbrani lestvici ustrezajo vrtenju ročice pod koti: 300, 600, 900, 1200, 1500, 1800, 2100, 2400, 2700, 3000, 3300, 3600 (v točkah 1-12). Odložimo navpične segmente s teh točk: 1-1S \u003d B0B1, 2-2S \u003d B0B2 itd. Te razdalje se povečajo do skrajno desnega položaja drsnika B, od položaja B pa se zmanjšajo. Če so točke 0s, 1s, 2s ... 12s povezane zaporedno z krivuljo, potem dobimo diagram premika točke B.

Za risanje diagramov hitrosti in pospeška se uporablja metoda grafične diferenciacije. Diagram hitrosti je sestavljen na naslednji način.

V diagramu premikov narišemo koordinati v in t, na nadaljevanju osi v levo pa je poljubno položena izbrana razdalja pola HV \u003d 20 mm.

Iz točke Pv narišemo ravne črte, vzporedne tangente krivulje S, oziroma v točkah točke 0s, 1s, 2s ... 12s. Te ravne črte odrežejo segmente na osi V: 0-0v, 0-1v, 0-2v ..., sorazmerno s hitrostmi na ustreznih točkah diagrama. Točke porušimo na ordinate ustreznih točk. Število dobljenih točk 0v, 1v, 2v ... povežemo z gladko krivuljo, ki je diagram hitrosti. Časovna lestvica ostaja enaka, hitrostna lestvica:

Diagram pospeška gradimo na enak način kot diagram hitrosti. Lestvica pospeševanja

Kjer je Ha \u003d 16 mm izbrana polna razdalja za pospeševalni diagram.

Ker sta hitrost in pospešek prva in druga izpeljava časovnega premika, vendar glede na zgornji diagram je spodnja diferencialna krivulja, glede na spodnjo pa zgornja integralna krivulja. Diagram hitrosti za diagram premika je torej različen. Pri izdelavi kinematičnih diagramov za preverjanje uporabite lastnosti izpeljanke:

- naraščajoči graf premikov (hitrost) ustreza pozitivnim vrednostim grafa hitrosti (enačbe), padajoči pa negativni;

- točka največje in najnižje točke, to je ekstremna vrednost grafa premika (hitrosti) ustreza ničelnim vrednostim grafa hitrosti (pospeška);

- točka pregiba grafa premika (hitrosti) ustreza ekstremnim vrednostim grafa hitrosti (pospeška);

- točka pregiba na diagramu premika ustreza točki, kjer je pospešek enak nič;

- ordinate začetka in konca obdobja katerega koli kinematičnega diagrama so enake, tangente, narisane na teh točkah, pa vzporedne.

Za risanje grafa gibanja drsnika B izberite koordinatne osi s, t. Na os abscise narišemo odsek l \u003d 120 mm, ki predstavlja čas T enega celotni promet ročica

Naredili so geometrijski izračun členov ročično-drsnega mehanizma, določili dolžine ročice in drsnika ter ugotovili tudi njihovo razmerje. Mehanizem ročice je bil izračunan v štirih položajih in hitrosti točk so bile določene z uporabo trenutnega središča hitrosti za štiri položaje. Izdelani so bili diagrami premikov, hitrosti in pospeškov. Ugotovili smo, da je pri izračunih prišlo do napake zaradi konstrukcije in zaokroževanja.

Pošljite svoje dobro delo v bazo znanja preprosto. Uporabite spodnji obrazec

Študenti, podiplomski študentje, mladi znanstveniki, ki pri svojem študiju in delu uporabljajo bazo znanja, vam bodo zelo hvaležni.

Objavljeno na Allbest.ru

Uvod

2.1.1 Označevanje mehanizma

2.1.2 Izračun hitrosti

2.1.3 Izračun pospeškov

Zaključek

Uvod

Teorija mehanizmov rešuje probleme zgradbe, kinematike in dinamike strojev v povezavi z njihovo sintezo in analizo.

Pri tem delu je izvedena analiza, saj obstoječi mehanizem se preiskuje.

Tečajni projekt v disciplini "Teorija mehanizmov in strojev" predvideva izračun mehanizma v treh glavnih poglavjih:

1. Strukturna analiza.

2. Kinematična analiza.

3. Kinetostatična analiza.

V vsakem odseku se izvede določen niz izračunov, ki so potrebni za preučevanje tega mehanizma.

Strukturna analiza daje splošna ideja o strukturi preiskovanega mehanizma. Ta odsek ne vsebuje velike količine izračunov, temveč le začetne informacije o delih in celotnem mehanizmu kot celoti. Te informacije bodo potrebne kasneje pri izračunu mehanizma.

Kinematična analiza temelji na rezultatih strukturne analize in omogoča izračun kinematičnih značilnosti. V tem odseku se gradijo položaji mehanizma v različnih časih, izračunajo se hitrosti, pospeški, premiki točk in povezave mehanizma. Izračuni se izvajajo z različnimi metodami, zlasti metodo načrtov (to je rešitev enačb z vektorsko metodo), metodo kinematičnih diagramov, v kateri so narisani diagrami kinematičnih značilnosti, in mehanizem preučujejo z njihovo uporabo.

Kinetostatična analiza ali izračun sile omogoča izračun sil in reakcij, ki delujejo na mehanizem, in ne samo zunanjih sil, kot je gravitacija, temveč tudi sil izključno notranje narave. To so sile - reakcije vezi, ki nastanejo, ko so izključene katere koli povezave. Pri analizi sile so delno uporabljene enake metode kot pri kinematični analizi, vendar je poleg njih uporabljena še metoda N.E. Zhukovsky, ki vam omogoča, da preverite pravilnost dela.

Vse metode, uporabljene pri delu, so dovolj enostavne in natančne, kar pri tovrstnih inženirskih izračunih ni nepomembno.

Oddelek 1. Strukturna analiza mehanizma

Strukturna analiza vam omogoča razumevanje strukture mehanizma. Glavni cilji, ki jih je treba doseči v tem poglavju, so:

1) Določitev strukture mehanizma;

2) Izračun gibljivosti mehanizma;

3) določitev razreda mehanizma;

Drsni ročični mehanizem delovni stroj prikazano na sl. 1.1, je sestavljen iz: 0 - stojala; 1 - ročica; 2 - ojnica; 3 - drsnik.

Skupno število povezav v mehanizmu je N \u003d 4.

Določimo mobilnost mehanizma po formuli Čebiševa:

W \u003d 3n - 2P 5 - P 4, (1.1)

kjer je n število gibljivih povezav (n \u003d 3), Р 5 je število parov petega razreda, Р 4 je število parov četrtega razreda.

Pokažimo blokovni diagram mehanizem:

Slika: 1.2 Blok diagram

Število parov petega razreda Р 5: (0; 1), (1; 2), (2; 3),

Število parov četrtega razreda P 4 \u003d 0.

Mehanizem mobilnosti (1.1):

Zapišimo formulo za strukturo mehanizma:

Razred mehanizma - II.

Oddelek 2. Kinematična analiza mehanizma

kinematični vzvod ročice

Ta odsek rešuje probleme kinematične analize ročično-drsnega mehanizma delovnega stroja, in sicer: oznaka mehanizma je izdelana za njegovih dvanajst položajev; določijo se položaji masnih središč povezav; izdelajo se načrti za hitrosti in pospeške; določijo se vrednosti hitrosti, pospeška in premika izhodne povezave; določijo se skrajni položaji mehanizma; zgrajeni so kinematični diagrami.

2.1 Kinematična analiza po metodi načrtov

Kinematična analiza z metodo načrtov (grafično-analitična metoda) je dokaj preprosta, vizualna in ima dovolj natančnosti za inženirske izračune. Njeno bistvo je, da razmerje med hitrostmi in pospeški opisujejo vektorske enačbe, ki jih rešimo grafično.

2.2.1 Označevanje mehanizma

Oznaka gibanja je gibanje v dvanajstih položajih v določenih trenutkih. Postavitev mehanizma je zgrajena na podlagi začetnih podatkov. Pri izdelavi oznake je glavna naloga ohraniti razmerja med dimenzijami povezav in celotno zasnovo mehanizma.

Za izdelavo oznake je treba izračunati faktor lestvice, ki vam omogoča, da ohranite vsa razmerja in dejanske dimenzije mehanizma povežete z dimenzijami, uporabljenimi v grafičnem delu. Faktor merila se določi iz razmerja med dejansko velikostjo mehanizma (izraženo v metrih) in velikostjo na listu v grafičnem delu (izraženo v milimetrih). Poiščite vrednost faktorja merila z uporabo dejanske velikosti ročice, enake 0,280 m, in velikosti ročice na listu v grafičnem delu, ki ga bomo vzeli 70 mm

kje je dejanska velikost ročice.

S pomočjo dobljenega faktorja merila izračunamo preostale dimenzije povezav mehanizma.

Enako za vse druge velikosti. Rezultati izračuna velikosti so prikazani v tabeli 1.

Preglednica 1

Na podlagi dobljenih dimenzij zgradimo dvanajst položajev mehanizma, pri čemer strogo upoštevamo vsa razmerja in osnovno strukturo. Oznaka mehanizma je zgrajena na prvem listu grafičnega dela tečajnega projekta. Na sl. 2.1.1 predstavlja mehanizem v dvanajstih položajih.

Slika: 2.1.1 Mehanizem v dvanajstih položajih

2.1.2 Izračun hitrosti

Izračun hitrosti je narejen za vseh dvanajst položajev mehanizma. Izračunane so linearne in kotne hitrosti vseh povezav ter hitrosti masnih središč.

Izračun hitrosti in izdelava načrtov bo izvedena za položaj št. 2 mehanizma.

Kotna hitrost ročice:

Z uporabo vrednosti kotne hitrosti ročice določimo hitrost točke A:

kjer je dolžina povezave OA.

Zapišemo vektorsko enačbo za hitrost točke B:

V tej enačbi poznamo smeri vektorjev hitrosti V B, V A, V AB. Hitrost točke B je usmerjena vzdolž t-t vodila, hitrost točke A je usmerjena pravokotno na ročico OA, hitrost povezave AB pa pravokotno na to povezavo. Ker poznamo smer hitrosti in vrednost hitrosti točke A, enačbo (2.1) rešimo grafično (slika 2.1.2). Za to bomo najprej določili vrednost faktorja lestvice, ki je potreben za konstrukcije. Določi se podobno kot faktor merila iz oddelka 2.1.1:

kjer je pa segment, ki predstavlja hitrost točke A na načrtu hitrosti (pa je izbran poljubno).

Po določitvi faktorja merila rešimo vektorsko enačbo (2.1) (slika 2.1.2). Če želite to narediti, označite točko p v - pol, iz nje narišemo segment p v a, ki je enak vrednosti hitrosti točke A in usmerjen pravokotno na ročico OA. S konca zgrajenega odseka potegnemo črto delovanja relativne hitrosti, ki je usmerjena pravokotno na AB, na presečišču tega vektorja s smerjo t-t bo točka b. Vektor p v b določa hitrost točke B, usmerjen je s pola p v.

Numerično vrednost hitrosti določimo z merjenjem dobljenih segmentov in pomnožitvijo s faktorjem merila:

Kotne hitrosti izračunamo po formulah:

kjer je dolžina ojnice (m).

Položaj masnih središč na ravnini hitrosti bo določen z lastnostjo podobnosti:

Hitrost središča mase ojnice je:

Pri tem delu se izvede izračun hitrosti za vseh dvanajst položajev. Izračun se izvaja podobno kot obravnavana določba. Vektorji vseh hitrosti prihajajo iz istega pola. Rezultati izračuna (načrt polne hitrosti) so predstavljeni na prvem listu grafičnega dela projekta. Vrednosti vseh hitrosti povezav mehanizma in točk povezav so predstavljene v tabeli 2.

tabela 2

2.1.3 Izračun pospeškov

Izračun pospeškov se izvede za dva položaja delovnega giba mehanizma, pri katerih sila uporabnega upora ni enaka nič. Pospeški se določajo podobno kot hitrosti, katerih izračun je bil opravljen zgoraj (oddelek 2.1.2).

Sprva določimo pospešek točke A ročice. Stalen je in enak zmnožku kvadrata kotne hitrosti ročice in njene dolžine:

Pospeške bomo našli po metodi načrtov, za to si zapišemo vektorsko enačbo pospeška točke B:

pri čemer sta normalna in tangencialna komponenta pospeška povezave AB.

Rešimo grafično enačbo (2.10). Za to vzamemo faktor obsega načrta pospeševanja, ki je enak:

Načrt pospeševanja gradimo glede na smer vektorjev:

Usmerjen od točke A do točke O 1;

Usmerjen od točke B do točke A;

Usmerjen pravokotno na povezavo AB;

Smer poda tirnica t - t.

Določimo normalno komponento pospeška povezave AB:

Če želite sestaviti načrt pospeševanja:

· Izberite palico pa;

· Zgraditi vektor pospeška točke A;

· Na koncu vektorja zgradimo žarek, vzporeden s povezavo AB, in na tem žarku odložimo segment, enak :;

· Skozi točko n narišite pravo črto pravokotno na AB, označite točko njenega presečišča z vodilom t-t - točka b;

· Odsek p in b - pospešek točke B na ravnini pospeškov.

Pospešek centrov mase določa načelo podobnosti:

Načrt pospeševanja za položaj # 2 je prikazan na sliki. 2.1.4

Slika: 2.1.4 Načrt pospeševanja za položaj # 2

Številčne vrednosti pospeškov se izračunajo po formulah:

Dobljene vrednosti vseh pospeškov za položaje mehanizmov št. 8 in št. 10 so prikazane v tabeli 3.

Preglednica 3

2.2 Kinematična analiza z metodo diagramov

Metoda kinematičnih diagramov vam omogoča, da vizualno vidite, kako se premiki, hitrost in pospeški spreminjajo med ciklom mehanizma.

Vzemimo faktor lestvice enak.

Za kartiranje potrebujemo faktor časovne lestvice in faktor merila kota vrtenja. Te koeficiente izračunamo po enačbah:

kjer je t c - čas cikla ,; L \u003d 180 mm.

Diagram premika je prikazan na sliki. 2.2.1

Slika 2.2.1. Diagram premika

Hitrosti izhodne povezave prenesemo na diagram hitrosti ob upoštevanju dobljenih faktorjev merila. Dobljene vrednosti hitrosti povežemo s črto in posledično imamo diagram za hitrost izhodne povezave v dvanajstih položajih mehanizma (slika 2.2.2).

Diagram hitrosti je narejen na prvem listu grafičnega dela.

Slika: 2.2.2. Tabela hitrosti

Diagram pospeška je sestavljen z metodo grafične diferenciacije. Za to:

· Diagram hitrosti je približen z lomljeno črto;

Prenesite os abscise z diagrama hitrosti na diagram pospeška in ga nadaljujte naprej od začetka (levo);

· Odstavite segment H \u003d 20 mm;

Na diagramu hitrosti določite točko 1 /, nato pa jo z ravno črto povežite s točko O:

· Iz točke P potegnemo žarek, vzporeden s tetijo O1 /. Pridobite točko 1 //;

Segment O1 // prikazuje povprečni pospešek v časovnem intervalu (0; 1);

· Za iskanje točke pospeševalnega diagrama je treba pravokotnik obnoviti iz sredine časovnega intervala (0; 1) in na to pravokotnico projicirati točko 1 //;

· Te konstrukcije se ponavljajo ves čas.

Določimo faktor obsega diagrama pospeška:

Slika: 2.2.3. Diagram pospeševanja

Oddelek 3. Kinetostatična analiza mehanizma

Cilji kinetostatična analiza:

· Določitev uporabne sile upora v obravnavanih položajih mehanizma;

· Določanje reakcij v kinematičnih parih;

· Določitev izravnalnega momenta z metodo načrtov;

· Določitev izravnalnega momenta po metodi „togega vzvoda“ N.Ye. Žukovski

3.1 Analiza sile po metodi načrta

Izračun sile po metodi načrta vam omogoča določanje reakcij v kinematičnih parih in moment uravnavanja. Ta metoda je preprosta, intuitivna in dovolj natančna za inženirske izračune.

3.1.1 Določitev uporabne odporne sile

Vrstni red konstrukcije oznak za izračun sile mehanizma se ne razlikuje od njegove konstrukcije v odseku kinematične analize, zato dodatna pojasnila tukaj niso potrebna. Po izdelavi oznake se obrnemo na diagram moči, ki ga je treba prenesti iz izvornih podatkov na list. Pri tem je pomembno definirati. vrednosti uporovnih sil v vsakem položaju oznake in ugotovijo njihovo skladnost s temi določbami. Na oznaki mehanizma so oznake položaja točke B drsnika. Usmerimo os ordinate želenega grafa vzporedno s smerjo točke B od ničelnega položaja proti drugemu skrajnemu položaju. Os osi abscis usmerimo pravokotno na to os. V tem primeru se vzdolž osi ordinat v bistvu nariše gibanje točke B, vzdolž osi abscis, enako kot v prvotnem grafu, se nariše sila upora P.

V izbranem koordinatnem sistemu je treba uporabiti lestvice vzdolž obeh osi in nato koordinatno mrežo na enak način, kot je bilo to storjeno na prvotnem grafu v nalogi za projekt. Po branju koordinat številnih značilnih točk prvotnega grafa te točke zgradimo v za to pripravljenem koordinatnem sistemu, nato pa narisane točke zaporedno povežemo med seboj, kar daje želeni graf.

Če spustimo pravokotnike od oznak poti do ordinatne osi grafa, dobimo absciso P v želenih položajih oznake delovnega giba mehanizma. Upoštevajte, da je lestvica vzdolž ordinate grafa enaka označevalni lestvici (slika 3.1.1 a)

Poiščimo odporne sile:

za 2. mesto:

P s_ 2 \u003d 1809 N,

Za četrto mesto:

P s_ 4 \u003d 1298 N.

Slika 3.1.1а Določitev uporabne odporne sile

3.1.2 Analiza sile strukturne skupine

Povezavo AB prenesemo z oznake mehanizma in jo na točki A osvobodimo povezav, zavržemo povezavo 1 in delovanje te povezave nadomestimo z reakcijo, ki ima nato normalne in tangencialne komponente.

Na povezave skupine uporabljamo sile gravitacije, vztrajnosti, uporabnega upora in veznih reakcij. V diagramu obremenitve (slika 3.1.1) predstavljamo sile s segmenti poljubne velikosti, vendar strogo upoštevamo smer teh sil. Sile vztrajnosti usmerimo v smer, ki je nasprotna pospešku ustreznih točk. Sila uporabnega upora je usmerjena v smer, ki je nasprotna smeri hitrosti drsnika v izbranem položaju.

Slika: 3.1.1. Shema obremenitve konstrukcijske skupine za položaj št. 2

Določite silo vztrajnosti drsnika v položaju št. 7:

Inercijske sile AB povezave:

Zapišimo vsoto trenutkov glede na drsnik B:

Iz enačbe (3.3) izrazimo:

Zapišite vsoto vseh sil, ki delujejo na skupino:

Rešimo enačbo (3.5) grafično (slika 3.1.4). Izberimo faktor lestvice. Izberemo pol, skozi katerega potegnemo ravno črto, vzporedno z nakladalnim krogom, in nanj položimo odsek, ki prikazuje. Zaporedoma konstruiramo vektorje vseh sil v skladu z enačbo (3.5), tako da so neznane reakcije zgrajene zadnje. Presečišče akcijskih črt teh dveh vektorjev bo dalo rešitev tej enačbi. Na sl. 3.1.2 prikazuje načrt sil za vlečeno skupino na položaju št. 2 mehanizma.

Slika: 3.1.2. Načrt sil za vlečeno skupino

Za določitev numeričnih vrednosti neznanih reakcij je treba izmeriti segmente, ki kažejo reakcijske podatke na načrtu sil in jih pomnožiti s faktorjem lestvice.

Nastale vrednosti izračunov in konstrukcij se vnesejo v tabelo.

3.1.3 Izračun sile začetnega mehanizma

Izračun moči ročice omogoča določitev izravnalnega momenta.

Za izračun bomo iz oznake prenesli začetno povezavo, stojalo zavrgli in ga zamenjali z neznano reakcijo R 01. Naložimo ročico z gravitacijskimi in povezavnimi reakcijami (slika 3.1.3).

Uravnalni moment M ur se določi iz ravnotežne enačbe ročice v obliki trenutkov glede na točko O 1.

Iz enačbe (3.6) izrazimo trenutek M ur in poiščemo njegovo številčno vrednost:

Da bi našli neznano reakcijo R 01, bomo sestavili enačbo vseh sil, ki delujejo na povezavo, in jo rešili po metodi načrtov:

Slika: 3.1.4. Začetni načrt sil za mehanizem

Reakcija R 01:

3.2 Izračun sile po metodi "togega vzvoda" N.Ye. Žukovski

Glavna naloga izračuna sile po metodi Žukovskega "togi vzvod" je preveriti pravilnost konstrukcije načrtov sil in določiti reakcije v kinematičnih parih.

Iz poljubne točke, ki jo vzamemo za pol P, sestavimo načrt pospeškov za položaj št. 8 in ga zasučemo za 90 0 v smeri urnega kazalca glede na njegov običajni položaj. Načrt hitrosti za položaj # 8 je bil sestavljen v oddelku 2.1.2. Te sile prenesemo na konce vektorjev hitrosti točk, na katerih delujejo sile, ki delujejo na mehanizem, pri čemer ohranijo natančne smeri.

Določimo smer in vrednost vztrajnostnih trenutkov, ki delujejo na mehanizem. Ker ab in na načrtu hitrosti na oznaki mehanizma sovpadata z AB, potem

Slika: 3.2.1. "Toga ročica"

Enačbe ravnotežja načrta hitrosti sestavimo kot običajni togi vzvod v obliki trenutkov sil glede na pol načrta hitrosti. Pleča sil se vzame neposredno iz vzvoda brez kakršne koli preobrazbe:

Določimo:

Uravnalni moment:

Določimo napako:

Zato lahko sklepamo, da je bil izračun pravilen.

Izračun sile za položaj št. 4 se izvede na enak način.

Izračun moči vlečene konstrukcijske skupine na položaju št. 4

Izračun moči mehanizma v 10. položaju se izvede na enak način. Kot rezultat izračunov dobimo:

Zaključek

V tem tečajnem projektu so bile rešene naloge kinematične in kinetostatične analize mehanizma. Med projektom so bili doseženi naslednji cilji:

· Izveden je bil popoln kinematični izračun mehanizma;

· Določene so vrednosti hitrosti, pospeševanja in premikov povezav in točk mehanizma;

· Najdejo se položaji delovnega giba mehanizma;

· Določene sile in reakcije, ki delujejo na mehanizem;

Vrednosti, dobljene v izračunih in izračunih, so bile preverjene z metodo Žukovskega. V skladu s tem so metode določale napako na položaju št. 2 () in na položaju št. 4 (), ki se je izkazalo za manjše od dovoljene, kar kaže na pravilne konstrukcije in izračune.

Bibliografija

1. N.N. Fedorov. Zasnova in kinematika ravnih mehanizmov. Vadnica... Omsk, založba OmSTU, 2010.

2. N.N. Fedorov. Kinetostatika ploščatih mehanizmov in dinamika strojev. Vadnica. Omsk, založba OmSTU, 2009.

3. Artobolevsky I. I. Teorija mehanizmov in strojev. Učbenik za univerze - Moskva: Nauka, 1988.

4. Kozhevnikov S.N. Teorija mehanizmov in strojev. -M.: Nauka, 2012.

Objavljeno na Allbest.ru

Podobni dokumenti

Kinematična in kinetostatična študija mehanizma delovnega stroja. Izračun hitrosti po metodi načrtov. Izračun moči strukturne skupine in vodilne povezave po metodi načrtov. Določitev izravnalne sile po metodi "togega vzvoda" N.Ye. Žukovski.

seminarska naloga, dodana 05.04.2016

Strukturna analiza mehanizma ročičnega drsnika. Izdelava načrtov položaja, hitrosti, pospeška in kinematičnih diagramov. Določitev nastalih vztrajnostnih sil in izravnalnih sil. Vztrajnostni moment izračuna vztrajnika. Sinteza odmičnega mehanizma.

seminarska naloga, dodana 23.01.2013

Strukturna analiza vzvodnega mehanizma delovnega stroja, njegova kinematična in dinamična študija. Drsni ročični mehanizem, njegovi premični zglobi. Gradnja načrtov mehanizma, hitrosti in pospeševanja. Izračun moči vzvodnega mehanizma.

seminarska naloga, dodana 27.5.2015

Strukturna analiza mehanizma ročičnega drsnika, identifikacija njegove strukturne sestave. Sinteza kinematične sheme. Kinematična analiza ploščatega mehanizma. Določitev sil, ki delujejo na povezave mehanizma. Metoda analize kinetostatične sile.

laboratorijske vaje, dodano 13.12.2010

Določanje položajev, hitrosti in pospeševanja členov povezave in njihovih različnih točk. Študija gibanja povezav po metodi diagramov, po metodi načrtov ali koordinat. Izračun sil, ki delujejo na povezave po metodi načrtov sil in vzvoda Žukovskega.

seminarska naloga dodana 28.9.2011

Strukturni in kinematična analiza mehanizem stroja za kovanje in štancanje po metodi načrtov in diagramov. Določanje sil in reakcij, ki delujejo na povezave v kinematičnih parih. Določitev izravnalne sile po metodi "togega vzvoda" N. Žukovski.

seminarska naloga, dodana 11.11.2013

Strukturna in kinematična analiza mehanizma ročičnega drsnika. Definicija linearnega in kotne hitrosti in pospeški. Izračun največje zavorne sile v zavorna naprava; kinematični parametri pogona menjalnika, zobniški menjalnik in jaški.

test, dodan 22.03.2015

Strukturna in kinematična analiza povezave vlečne stiskalnice. Opredelitev razreda in razstavljanje na skupine Asura. Izdelava načrtov za položaj mehanizmov, hitrosti in pospeškov. Določitev izravnalne sile po metodi vzvoda Žukovskega.

seminarska naloga, dodan 17.05.2015

Kinematični diagram mehanizem mehanizma za uravnoteženje ročice. Začetni položaj vodilne povezave. Kinematični diagrami, načrti hitrosti in pospeškov. Določitev izravnalnega momenta na pogonski ročici, preverite z metodo vzvodov Žukovskega.

test, dodan 27.07.2009

Osnove kinematičnih in kinetostatičnih raziskav mehanizma ročičnega drsnika. Razvoj risb načrta hitrosti, pospeškov in statističnih momentov z naknadnim izračunom njihovih vrednosti. Konstrukcija hodografa hitrosti kinematičnega para.