Giới thiệu
1. Nhận xét văn học
3. Phân tích động học của cơ chế
4. Phân tích động học của cơ chế
Phần kết luận
Thiết kế và nghiên cứu cơ chế trượt tay quay của màn hình
Thuyết minh dài 37 tờ, 4 ảnh minh họa, 10 bảng, 2 phụ lục, 3 nguồn sử dụng.
Đối tượng của thiết kế tất nhiên là một cơ cấu thanh trượt tay quay. Trong quá trình làm việc, một nghiên cứu về cơ cấu thanh trượt tay quay đã được thực hiện. Các phân tích cấu trúc, động học, động học được thực hiện.
Trong phân tích kết cấu, thành phần của cơ cấu trượt tay quay đã được xác định. Trong phân tích động học, tốc độ và gia tốc của các điểm của cơ cấu được xác định bằng phương pháp kế hoạch và sơ đồ động học. Trong phân tích động học, một phép tính lực được thực hiện bằng phương pháp kế hoạch lực và phương pháp Zhukovsky.
Giới thiệu
Mục đích của môn học là củng cố và hệ thống hóa, mở rộng kiến \u200b\u200bthức lý thuyết, đồng thời phát triển kỹ năng tính toán, đồ thị của học sinh.
Sự phát triển của khoa học công nghệ hiện đại gắn bó chặt chẽ với sự ra đời của các loại máy móc mới. Về vấn đề này, các yêu cầu đối với những phát triển mới ngày càng trở nên nghiêm ngặt hơn. Những yếu tố chính là: hiệu suất cao, độ tin cậy, khả năng sản xuất, kích thước và trọng lượng tối thiểu, dễ sử dụng và hiệu quả.
Máy được thiết kế hợp lý phải đáp ứng các yêu cầu xã hội - sự an toàn của dịch vụ và tạo điều kiện tốt nhất cho nhân viên phục vụ, cũng như các yêu cầu về vận hành, kinh tế, công nghệ và sản xuất. Những yêu cầu này thể hiện một tập hợp các nhiệm vụ phức tạp phải được giải quyết trong quá trình thiết kế một máy mới.
Đối tượng thiết kế của khóa học này là cơ cấu thanh trượt tay quay.
Lý thuyết về cơ chế và máy móc là một môn khoa học nghiên cứu cấu trúc (cấu trúc), động học và động lực học của các cơ chế liên quan đến việc phân tích và tổng hợp chúng.
Mục đích của lý thuyết cơ chế và máy móc là phân tích và tổng hợp các cơ chế điển hình và hệ thống của chúng.
Các vấn đề lý thuyết về cơ chế và máy móc rất đa dạng, quan trọng nhất có thể được nhóm lại thành ba phần: phân tích cơ chế, tổng hợp cơ chế và lý thuyết máy tự động.
Việc phân tích cơ chế bao gồm việc nghiên cứu các đặc tính động học và động lực học của cơ chế theo sơ đồ nhất định của nó, và tổng hợp cơ chế - trong việc thiết kế sơ đồ của cơ chế theo các đặc tính đã cho của nó.
Từ tất cả những điều trên, lý thuyết về cơ chế và máy móc, cùng với các khóa học về cơ lý thuyết, chi tiết máy, công nghệ kỹ thuật, sức bền của vật liệu, là một môn học trực tiếp giải quyết các vấn đề đặt ra trước đó. Những ngành này là nền tảng trong việc đào tạo các chuyên gia làm việc trong lĩnh vực cơ khí.
Khi giải các bài toán thiết kế sơ đồ động học của các cơ cấu, cần tính đến các điều kiện cấu tạo, hệ mét, động học và động lực học để đảm bảo sự tái tạo của một quy luật chuyển động nhất định của cơ cấu đã thiết kế.
Các phương pháp phân tích động học và động học hiện đại có liên quan đến cấu trúc của chúng, tức là phương pháp hình thành.
Phân tích cấu trúc và động học của các cơ chế nhằm nghiên cứu lý thuyết về cấu trúc của các cơ chế, nghiên cứu chuyển động của các vật thể hình thành chúng, theo quan điểm hình học, không phụ thuộc vào các lực gây ra chuyển động của các cơ cấu này.
Việc phân tích động lực học của các cơ chế nhằm nghiên cứu các phương pháp xác định lực tác dụng lên các vật tạo thành cơ chế, trong quá trình chuyển động của các vật này, lực tác dụng lên chúng và khối lượng mà các vật này sở hữu.
1. Nhận xét văn học
Khi nghiên cứu cơ chế sử dụng các phương pháp tính toán, thiết kế các loại máy tự động hóa hiện đại, hiệu suất cao. Máy được thiết kế hợp lý phải đáp ứng các yêu cầu về bảo dưỡng an toàn và tạo điều kiện tốt nhất cho nhân viên vận hành, cũng như các yêu cầu về vận hành, kinh tế, công nghệ và sản xuất. Các yêu cầu này thể hiện một tập hợp các nhiệm vụ phức tạp phải được giải quyết trong quá trình thiết kế một máy mới.
Giải pháp cho những vấn đề này ở giai đoạn thiết kế ban đầu bao gồm phân tích và tổng hợp máy được thiết kế, cũng như trong việc phát triển sơ đồ động học của nó, đảm bảo tái tạo quy luật chuyển động cần thiết với mức xấp xỉ đầy đủ.
Để thực hiện được những nhiệm vụ này, trước hết cần nghiên cứu các quy định cơ bản của lý thuyết máy và các phương pháp tổng hợp động học, động lực học và tổng hợp các cơ cấu, cũng như có kỹ năng vận dụng các phương pháp này vào việc nghiên cứu và thiết kế các sơ đồ động học của các cơ cấu và máy móc các loại.
Máy móc là thiết bị do con người sáng tạo ra để nghiên cứu và sử dụng các quy luật của tự nhiên nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho lao động thể chất và trí óc, tăng năng suất và tạo điều kiện thay thế một phần hoặc hoàn toàn con người về chức năng lao động và sinh lý.
Xét về chức năng thực hiện của máy, có thể chia máy thành các nhóm sau:
a) máy điện (động cơ và máy phát điện);
b) máy làm việc (máy vận chuyển và máy công nghệ);
c) máy thông tin (máy toán học và máy điều khiển);
d) máy điều khiển học.
Với sự phát triển của khoa học công nghệ hiện đại, các hệ thống máy móc tự động ngày càng được sử dụng phổ biến. Tập hợp các máy móc tự động, được kết nối với nhau và được thiết kế để thực hiện một quy trình công nghệ cụ thể được gọi là dây chuyền tự động. Máy móc hiện đại tiên tiến và hoàn hảo thường đại diện cho một tập hợp nhiều thiết bị, trong đó vận hành các nguyên lý cơ học, vật lý nhiệt, kỹ thuật điện và điện tử.
Cơ chế là một hệ thống các cơ quan được tạo ra một cách nhân tạo được thiết kế để biến chuyển động của một hoặc nhiều cơ quan thành chuyển động bắt buộc của các cơ quan khác. Theo mục đích chức năng của chúng, các cơ cấu của máy thường được chia thành cơ cấu động cơ và bộ biến đổi; các cơ cấu truyền động; cơ chế điều hành; cơ chế quản lý, kiểm soát và điều tiết; cơ chế cho ăn, vận chuyển, cho ăn và phân loại phương tiện và vật thể đã qua xử lý; cơ chế đếm, cân và đóng gói thành phẩm tự động.
Mặc dù có sự khác biệt về mục đích chức năng của các cơ chế của một số loại, nhưng có nhiều điểm chung trong cấu trúc, động học và động lực học của chúng. Do đó, có thể áp dụng các phương pháp chung dựa trên các nguyên lý cơ bản của cơ học hiện đại trong việc nghiên cứu các cơ chế với các mục đích chức năng khác nhau.
Các loại cơ chế chính:
1) cơ cấu thanh được sử dụng để biến đổi chuyển động hoặc truyền lực trong máy móc;
2) trong nhiều trường hợp cần phải thiết kế các cơ cấu bao gồm các liên kết đàn hồi ở dạng lò xo, lò xo, dầm đàn hồi, v.v.;
3) các cơ cấu bánh răng dùng để truyền chuyển động quay giữa các trục có trục song song hoặc không song song;
4) các cơ cấu cam được sử dụng để giao tiếp chuyển động theo chu kỳ hoặc giới hạn theo từng giai đoạn tới liên kết phụ của cơ chế tại một
luật cụ thể hoặc được lựa chọn;
5) đai, dây thừng, xích, chỉ, v.v. có hình dạng mặt cắt ngang khác nhau trên thực tế được sử dụng như các liên kết linh hoạt truyền chuyển động từ thân cứng này trong cơ cấu này sang cơ cấu khác;
6) Cơ cấu ma sát - cơ chế trong đó việc truyền chuyển động giữa các vật tiếp xúc được thực hiện do ma sát;
7) cơ cấu chuyển động có điểm dừng;
8) Cơ cấu nêm và vít được sử dụng trong nhiều loại thiết bị kẹp khác nhau hoặc trong các thiết bị yêu cầu tạo lực lớn ở phía đầu ra với lực hạn chế tác dụng ở phía đầu vào;
9) khả năng tái tạo quy luật chuyển động của các liên kết dẫn động so với cơ cấu hoàn toàn bằng cần, bánh răng hoặc các cơ cấu khác được đưa ra bởi cái gọi là cơ cấu kết hợp, trong đó đòn bẩy, bánh răng, cam và các cơ cấu khác được kết hợp theo nhiều cách khác nhau;
10) các cơ cấu có cấu trúc thay đổi được sử dụng, nếu cần thiết: để bảo vệ các liên kết của cơ cấu khỏi sự quá tải ngẫu nhiên; thực hiện các chuyển động cần thiết của các liên kết dẫn động, tùy thuộc vào sự hiện diện hay vắng mặt của trọng tải; thay đổi tốc độ hoặc hướng chuyển động của liên kết dẫn động của cơ cấu mà không dừng động cơ và trong nhiều trường hợp khác;
11) các cơ cấu với một chuyển động tương đối nhất định của các liên kết;
12) cơ cấu thủy lực - một tập hợp các cơ cấu tịnh tiến hoặc quay, một nguồn để bơm chất lỏng làm việc, thiết bị điều khiển và điều tiết;
13) Cơ cấu khí nén là các cơ cấu piston hoặc quay trong đó chuyển động được thực hiện nhờ năng lượng của khí nén, tức là khí trong các cơ chế này được sử dụng như một chất mang năng lượng;
Giai đoạn quan trọng nhất trong thiết kế máy là phát triển sơ đồ cấu trúc và động học của máy, điều này quyết định phần lớn đến việc thiết kế các đơn vị và bộ phận riêng lẻ, cũng như hiệu suất của máy.
Trong công việc của khóa học này, cơ cấu thanh trượt tay quay sẽ được xem xét.
Cơ chế tay quay là một trong những cơ chế phổ biến nhất. Nó là cơ cấu chính trong tất cả các pittông (động cơ đốt trong, máy nén, máy bơm, máy giãn nở khí), nông nghiệp (máy cắt cỏ, máy cắt, máy gặt) và máy rèn và máy ép.
Đối với mỗi mục đích chức năng, thiết kế phải tính đến các yêu cầu cụ thể đối với cơ chế. Tuy nhiên, các mối quan hệ toán học mô tả cấu trúc, hình học, động học và động lực học của cơ cấu sẽ thực tế giống nhau đối với tất cả các ứng dụng khác nhau. Sự khác biệt cơ bản hoặc chính giữa TMM và các ngành học nghiên cứu các phương pháp thiết kế các máy đặc biệt là TMM tập trung vào việc nghiên cứu các phương pháp tổng hợp và phân tích phổ biến cho một loại cơ chế nhất định và không phụ thuộc vào mục đích chức năng cụ thể của nó.
Cơ cấu con trượt tay quay là cơ cấu con trượt tay quay với một thanh nối dài vô hạn, có cấu trúc biến thành một con trượt đá. Thanh dẫn của nó, tấm màn, là một mảnh với thanh trượt tạo ra một chuyển động hài hòa. Do đó, chuyển động của con trượt tỷ lệ với cosin của góc tay quay. Cơ chế này, còn được gọi là cơ cấu xoang chạc, được sử dụng trong máy bơm và máy nén piston nhỏ, các thiết bị để chuyển động hài hòa của con trượt hoặc để xác định các giá trị tỷ lệ với sin hoặc cosin của góc tay quay, v.v.
Tùy theo mục đích và điều kiện hoạt động, các cơ cấu có cặp càng cao có thể chia thành một số loại, trong đó chủ yếu là cơ cấu cam, bánh răng, ma sát, Maltese và bánh cóc.
Cơ cấu cam là một cơ cấu, cặp trên của nó được tạo thành bởi các liên kết gọi là - cam và bộ đẩy. Chúng khác nhau về hình dạng của các phần tử của chúng. Hình dạng của phần tử đẩy có thể được chọn tùy ý và hình dạng của phần tử cam được chọn sao cho đối với một phần tử đẩy nhất định, quy luật chuyển động bắt buộc của liên kết dẫn động được cung cấp. Cơ cấu cam đơn giản nhất là liên kết ba, gồm một cam, một tay đẩy và một giá đỡ; liên kết hàng đầu của nó thường là cam.
Cơ cấu bánh răng, tức là một cơ cấu, cặp trên của chúng được hình thành bởi các liên kết có răng, có thể được coi là một trường hợp đặc biệt của cơ cấu cam, vì một liên kết răng, như nó vốn có, là một nhiều cam. Cơ cấu bánh răng được sử dụng chủ yếu để truyền chuyển động quay giữa hai trục bất kỳ với sự thay đổi vận tốc góc của trục dẫn động.
Cơ cấu ma sát là cơ chế truyền chuyển động quay giữa các mắt xích tạo thành cặp trên do ma sát giữa chúng. Một cơ cấu ma sát đơn giản bao gồm ba liên kết - hai hình trụ tròn xoay và một giá đỡ.
Cơ cấu ma sát thường được sử dụng trong các hộp số biến thiên liên tục. Với tốc độ góc không đổi của đĩa, bằng cách di chuyển con lăn dọc theo trục quay của nó, bạn có thể thay đổi một cách trơn tru không chỉ tốc độ góc của nó mà ngay cả hướng quay.
Cơ chế Maltese chuyển đổi chuyển động quay liên tục của liên kết dẫn động - một tay quay có chốt thành chuyển động quay không liên tục của phụ - "chữ thập".
Cơ chế bánh cóc với một bánh răng dẫn đầu được sử dụng để chuyển đổi chuyển động tịnh tiến thành chuyển động quay gián đoạn theo một hướng. Rocker hàng đầu với một chiếc chân quay dần bánh xe cóc. Chốt ngăn không cho bánh xe quay theo hướng ngược lại. Cặp đỉnh ở đây được tạo thành bởi một con chó và một bánh cóc.
Maltese và cơ chế bánh cóc được sử dụng rộng rãi trong máy công cụ và thiết bị.
2. Phân tích cấu trúc của cơ chế
Cơ cấu màn hình (Hình 1) bao gồm năm liên kết: 1 - Tay quay OA, thực hiện chuyển động quay; 2 - con trượt A, thực hiện chuyển động tịnh tiến dọc theo cánh; 3 - cánh tay đòn ABC thực hiện chuyển động đung đưa quanh bản lề B; 4 - thanh nối CD; 5 - con trượt D, thực hiện chuyển động tịnh tiến qua lại; cũng như bảy cặp động học.
Hình 1 - Sơ đồ cơ chế liên kết
Xác định mức độ linh động của cơ chế
Mức độ linh động của cơ chế được xác định theo công thức Chebyshev:
W \u003d 3n - 2P 5 - P 4, (2.1)
Trong đó n là số mắt xích chuyển động của cơ cấu, n \u003d 5;
P 5 - số cặp động năng bậc V, P 5 \u003d 7;
Р 4 - số cặp động năng bậc IV, Р 4 \u003d 0.
Thay thế các giá trị số, chúng ta nhận được:
W \u003d 3 5 - 2 7 - 0 \u003d 1.
Do đó, mức độ linh động của cơ chế, cho biết số liên kết hàng đầu trong cơ chế được khảo sát, bằng 1. Điều này có nghĩa là một liên kết hàng đầu đủ để cơ chế hoạt động.
Sự phân chia cơ chế thành các nhóm cấu trúc
Theo phân loại của I.I.Artobolevsky, chúng tôi chia cơ chế đang nghiên cứu thành các nhóm cấu trúc. Cơ chế sàng lọc (Hình 1) bao gồm một liên kết hàng đầu 1 và hai nhóm cấu trúc bậc II bậc 2.
Cả hai nhóm cấu trúc đều thuộc loại thứ ba: nhóm thứ nhất - (liên kết 2 và 3), và nhóm thứ hai - (liên kết 4 và 5). Nhóm cấu tạo gồm 2 liên kết và 3 cặp động năng. Công thức cấu tạo của cơ chế là:
3. Phân tích động học của hộp số
Truyền động của cơ cấu liên kết của màn hình gồm hộp giảm tốc hành tinh và bánh răng truyền động như hình 2. Hộp số hành tinh gồm có bánh răng mang và bốn bánh răng ăn khớp ngoài có tỷ số truyền i H3 \u003d 10. Các bánh răng lắp sau hộp số hành tinh có các số sau răng: z 4 \u003d 12, z 5 \u003d 28.
Hình 2 - Truyền động cơ cấu đòn bẩy
Tỷ số truyền của bánh răng 4 và 5 được xác định theo công thức
Tổng tỷ số truyền của toàn bộ truyền động được xác định theo công thức
Dưới đây là một số thông số của bánh răng và bánh răng hành tinh: m I \u003d 3,5 mm; m II \u003d 2,5 mm; khoảng cách tâm của các bánh răng - a w \u003d 72 mm; tốc độ góc của trục truyền động (trục động cơ) - ω d \u003d 150,00 rad / s. Hãy xác định vận tốc góc của liên kết dẫn động của cơ cấu sàng - ω 1 theo công thức:
ω 1 \u003d ω d / i 15, (3,3)
ω 1 \u003d 150 / 23,33 \u003d 6,43 rad / s.
4. Phân tích động học của liên kết
Mục đích của phân tích động học là xác định tốc độ và gia tốc của các điểm đặc trưng của cơ cấu trượt đòn bẩy của màn hình.
Xây dựng kế hoạch cho các quy định của cơ chế
Các thông số của cơ chế được khảo sát (Hình 1) được trình bày trong Bảng 1.
Bảng 1 - Thông số cơ chế
| ω 1, rad / s |
||||||
Quy mô của kế hoạch cơ chế được xác định theo công thức
trong đó l OA là chiều dài thực của trục quay OA, m;
OA - chiều dài của tay quay OA trong hình vẽ, mm.
Thay thế dữ liệu, chúng tôi nhận được
m l \u003d 
Quy trình xây dựng kế hoạch cho các quy định của cơ chế này:
- chúng tôi đánh dấu trên bản vẽ vị trí của các tâm quay của tay quay t. O và cơ cấu điều khiển t. c;
- chúng tôi phác thảo quỹ đạo của các điểm A và O của các phần này;
- ta sẽ chia quỹ đạo chuyển động của tay quay OA thành 12 phần bằng nhau;
- Từ các điểm thu được A 0, A 1, A 2, ..., A 12 kẻ các đường thẳng đến điểm B;
- Từ điểm B ta kẻ đường vuông góc lấy góc ABC bằng 90◦;
- ta xác định vị trí của điểm C tại những vị trí nào đó của tay quay OA;
- Ta hoãn đoạn CD trên một thang điểm sao cho điểm D nằm trên đường thẳng ATS;
- sử dụng phương pháp serif, chúng tôi xác định vị trí của điểm D tại các vị trí nhất định của tay quay OA;
- theo chiều kim đồng hồ đặt OA tay quay ở vị trí mới và lặp lại việc xây dựng;
- chúng ta chỉ định trong hình vẽ quỹ đạo của các điểm cực trị của các liên kết và vị trí của các khối tâm của các liên kết.
Xây dựng biểu đồ chuyển vị của liên kết làm việc
Để xây dựng biểu đồ động học bằng phương pháp đồ thị phân biệt, người ta xét 12 vị trí chuyển động của cơ cấu (dọc theo trục quay OA).
Xem xét chuyển động của liên kết đầu ra. Chúng tôi sẽ lấy vị trí số 0 làm điểm bắt đầu (nó cũng là điểm cuối cùng). Trục abscissa được chia thành 12 phần bằng nhau. Dọc theo hoành độ, ta vẽ đồ thị quãng đường đi được của điểm D theo đường thẳng (trên liên kết 5) từ vị trí cực trái đến vị trí cực bên phải tương ứng với một thời điểm nhất định. Sử dụng các điểm thu được, chúng tôi xây dựng một biểu đồ dịch chuyển φ \u003d φ (t) của liên kết đầu ra.
Xác định độ lớn của độ dời góc quay và trong thời gian:
trong đó l là khoảng cách trong bản vẽ của vòng quay hoàn toàn của tay quay OA, mm;
n là số vòng / phút quay của tay quay OA, vòng / phút, được xác định theo công thức
Lấy chiều dài của một lượt trong bản vẽ 180 mm, chúng tôi xác định tỷ lệ
Hãy lấy một quy mô nhỏ hơn của chuyển vị.
m s \u003d 
Sự khác biệt bằng đồ thị của biểu đồ tốc độ và gia tốc của liên kết đầu ra. Chọn khoảng cách cực tùy ý H v \u003d (40 ... 60 mm) \u003d 50 mm, ta tính được thang của biểu đồ vận tốc m V
(4.5)
Ta thay đường cong dịch chuyển bằng một tập hợp các hợp âm, chọn khoảng cách cực và xây dựng hệ tọa độ. Để làm được điều này, trên đồ thị vận tốc song song với các hợp âm, ta dựng các đường thẳng đi qua cực. Từ giao điểm của đường thẳng với trục S, kẻ một đường thẳng song song với trục t đến vị trí mong muốn. Chúng tôi kết nối các điểm kết quả theo chuỗi, dẫn đến một biểu đồ về tốc độ của liên kết đầu ra. Tương tự với giản đồ vận tốc, chọn tùy ý giá trị của khoảng cách cực H A bằng 40 mm, ta tính được tỉ lệ của biểu đồ gia tốc m A
(4.6)
Vẽ biểu đồ gia tốc tương tự như vẽ biểu đồ vận tốc.
Xây dựng kế hoạch tốc độ cho ba vị trí
Để vẽ đồ thị, bạn cần biết tốc độ của điểm A trong chuyển động quay của liên kết OA. Hãy xác định nó từ công thức:
V A 1 \u003d 
Để xây dựng kế hoạch về tốc độ, chúng tôi sẽ chọn các vị trí của cơ chế: đầu tiên, thứ bảy và thứ mười. Đối với tất cả các vị trí, việc xây dựng là tương tự, vì vậy chúng tôi mô tả thuật toán xây dựng. Hãy xác định các điểm đặc trưng để xây dựng: điểm trục - A1, B6, D6, C3; và cơ bản - A3, D4. Hãy lập phương trình vectơ vận tốc của các điểm này:
(4.8)
(4.9)
Chúng tôi xây dựng một kế hoạch tốc độ. Tay quay OA chuyển động với tốc độ không đổi. Từ cực - P của phương án vận tốc theo phương quay của trục quay vuông góc với OA, ta hoãn lại vectơ vận tốc (Pa 1), quy ước chiều dài của nó bằng 80 mm. Sau đó, chúng tôi xác định quy mô của kế hoạch tốc độ:
m V \u003d 
Ứng với hệ phương trình (4.8), ta lập các công thức tương ứng. Để làm điều này, kẻ đường thẳng song song với BA qua điểm a 1 và kẻ đường thẳng vuông góc với AB từ cực P, vì tốc độ B6 bằng không. Do đó, chúng tôi nhận được điểm a 3. Vì điểm C thuộc liên kết ABC, nên nó có thể được tìm thấy trên phương án của các vận tốc bằng cách sử dụng định lý tương tự. Chúng ta xác định vị trí của nó bằng tỷ số giữa chiều dài của đòn bẩy ABC và tỷ số giữa chiều dài của vận tốc a 3 và 6 c 3. Sau đó, ta sử dụng hệ phương trình vectơ (4.9). Sau khi tìm được điểm có 3, ta đặt vuông góc với thanh nối SD. Kẻ đường thẳng song song với đường thẳng VD từ cực; Vì tốc độ của điểm b 6 bằng 0 nên ta thu được điểm d 4. Vị trí của các vectơ vận tốc của các khối tâm được xác định từ định lý tương tự. Vì khối tâm của liên kết OA nằm tại điểm O nên trên phương trình vận tốc nó sẽ ở điểm P. Vị trí của khối tâm S 4 trên phương án vận tốc được xác định trên đoạn thẳng 3 d 4, ở giữa đoạn. Trên đoạn b 6 a 3, từ tỉ lệ (4.11) ta tìm được vị trí của điểm S 3:
Đối với cả ba vị trí, chúng tôi sẽ tính toán tốc độ từ cấu trúc đồ họa, có tính đến việc tính toán lại kích thước thực của chúng, bằng cách đo độ dài của các vectơ tương ứng với tốc độ và nhân chúng với tỷ lệ của gói tốc độ:
Bảng 2 - Giá trị thực tế của tốc độ của các điểm đặc trưng của cơ cấu liên kết ở ba vị trí
| Vị trí cơ chế |
Tốc độ điểm |
Chiều dài vectơ từ kế hoạch (pn), mm |
||
Xây dựng kế hoạch tăng tốc cho ba vị trí
Chúng ta hãy soạn các hệ phương trình vectơ cho gia tốc của cơ chế liên kết tương tự với các phương trình vectơ của vận tốc:
(4.13)
(4.14)
Hãy xác định gia tốc pháp tuyến của điểm A thuộc liên kết OA. Vì liên kết quay với tốc độ không đổi nên không có gia tốc tiếp tuyến. Sau đó chúng tôi có:
Hãy để chúng tôi đưa ra một thuật toán để xây dựng một kế hoạch của các chất tương tự tăng tốc bằng cách sử dụng ví dụ về vị trí đầu tiên. Chúng tôi thực hiện phần còn lại của công trình theo cách tương tự.
Chúng ta bắt đầu xây dựng kế hoạch bằng cách xây dựng gia tốc của điểm A. Hãy hoãn nó trên một thang đo từ cực P, và hướng của vectơ từ A đến O. Hãy xác định quy mô của gia tốc, lấy tùy ý trong hình vẽ độ dài của gia tốc a 1 \u003d 80 mm:
m a \u003d 
Hãy xác định vận tốc góc của liên kết ABC và SD. Chúng tôi tìm các giá trị của chúng theo công thức (4.17), và được hướng song song với các liên kết tương ứng từ điểm cơ sở.
(4.17)
Chúng tôi tìm vận tốc góc cho mỗi liên kết từ kế hoạch vận tốc. Hãy tóm tắt các giá trị thu được trong Bảng 3.
Bảng 3 - Tốc độ góc của liên kết và gia tốc bình thường
| Chức vụ |
Tốc độ |
Giá trị, m / s |
Bình thường sự tăng tốc |
Giá trị, |
Giá trị quy mô, mm |
Việc xây dựng được thực hiện bằng cách sử dụng một hệ phương trình vectơ. Các gia tốc tiếp tuyến hướng vuông góc với các liên kết. Tính đến tất cả những điều này, chúng tôi sẽ xây dựng một kế hoạch gia tốc cho các vị trí của cơ chế: 1, 7, 10. Điểm với 3 được tìm thấy bằng cách tương tự với sơ đồ tốc độ. Chúng tôi tìm gia tốc Coriolis theo công thức:
(4.18)
(4.19)
Các giá trị thu được được tóm tắt trong Bảng 4. Nó được lắng đọng theo hướng quay 90 o so với vectơ vận tốc. Tốc độ tương đối có hướng song song với chuyển động, đặt các vectơ theo thứ tự. Tìm điểm a 3 và d 4.
Bảng 4 - Tính toán gia tốc Coriolis
Đặc điểm so sánh
Kết quả của tất cả các phép tính bằng phương pháp đồ thị và phân biệt được tóm tắt trong Bảng 5.
Bảng 5 - Bảng hội tụ
Chúng tôi tìm thấy sự khác biệt về giá trị của tốc độ và gia tốc bằng các công thức:
(4.20)
(4.21)
giá trị của gia tốc so với phương án là ở đâu, m / s 2;
- giá trị của gia tốc từ sơ đồ, m / s 2;
V D4 - giá trị của tốc độ từ phương án, m / s;
V pp D4 - giá trị của tốc độ từ sơ đồ, m / s.
5. Phân tích động học của cơ chế
Mục đích của phân tích động học là tìm ra các lực quán tính và xác định các phản ứng theo cặp động học.
Từ trang bản vẽ đầu tiên, chúng ta chuyển sơ đồ của cơ cấu ở vị trí đầu tiên, đồng thời chuyển sơ đồ gia tốc của vị trí này và sơ đồ tốc độ quay 90 0 ngược chiều kim đồng hồ.
Xác định trọng lượng của các liên kết của cơ cấu
Khối lượng của các liên kết được xác định theo công thức
G i \u003d m i ∙ g, (5,1)
trong đó g là gia tốc trọng trường, g \u003d 9,81 m / s 2.
Các giá trị thu được được tóm tắt trong bảng 6.
Bảng 6 - Trọng lượng và khối lượng của các liên kết
| Tham số |
|||||
| Trọng lượng, kg |
|||||
Xác định mômen của lực quán tính và lực quán tính của các liên kết
Hãy tìm lực quán tính của từng liên kết riêng biệt.
Lực Ф И có hướng ngược với gia tốc toàn phần của điểm S và có thể được xác định bằng công thức
với m là khối lượng của liên kết, kg;
và S là gia tốc của khối tâm liên kết, m / s 2.
Thay các giá trị số, ta được Ф 1 \u003d Ф 2 \u003d 0,
Mômen quán tính M Và một cặp lực quán tính ngược chiều với gia tốc góc e của liên kết và có thể xác định bằng công thức
trong đó mômen quán tính của liên kết so với trục đi qua khối tâm S và vuông góc với mặt phẳng chuyển động của liên kết, kg ∙ m 2,
Xác định gia tốc góc bằng công thức
Thay các giá trị số trong công thức (5.3-5.4), chúng ta nhận được các giá trị mà chúng ta sẽ nhập trong bảng 6.
Bảng 6 - Mômen của lực quán tính và lực quán tính của các liên kết
| Số lượng |
|||||
Xác định điểm tác dụng của lực
Xem xét các nhóm asura riêng biệt từng nhóm để tìm phản ứng. Việc tính toán sẽ được thực hiện với cái sau. Đối với các cặp quay, các phản ứng được phân hủy thành hai - song song và vuông góc. Chúng tôi hướng lực cản hữu ích chống lại lực quán tính.
Xác định phản ứng theo cặp động học
Chúng tôi bắt đầu tính toán với nhóm kết cấu cuối cùng. Chúng tôi vẽ một nhóm các liên kết 4 và 5, chúng tôi chuyển tất cả các tải trọng và phản ứng bên ngoài vào nhóm này. Chúng tôi coi nhóm này ở trạng thái cân bằng và lập phương trình cân bằng
Giá trị được chia thành hai thành phần: pháp tuyến và tiếp tuyến.
(5.6)
Chúng tôi tìm thấy giá trị từ điều kiện cân bằng so với điểm D cho liên kết thứ tư.
trong đó, h 1, là vai của các lực đối với điểm D, được xác định từ hình vẽ m.
(5.8)
Chúng tôi xây dựng một kế hoạch của các lực lượng, từ đó chúng tôi xác định các giá trị ,. Ta thu được các giá trị sau, có tính đến quy mô của lực m F \u003d 10 N / mm:
Xét rằng thanh trượt cũng có thể được coi là riêng biệt, chúng ta nhận được rằng lực tác dụng trong t.D, kể từ khoảng cách b \u003d 0. Chúng tôi xác định các hướng.
Tương tự, chúng tôi soạn phương trình cân bằng cho nhóm Asura thứ hai.
Chúng tôi không tìm kiếm phản ứng của thanh trượt 2 với cánh tay điều khiển, bởi vì nó không quá quan trọng.
Chúng tôi xây dựng một đa giác quyền lực, từ đó chúng tôi xác định các phản ứng chưa biết. Chúng tôi nhận được các giá trị sau, có tính đến quy mô của lực:
Xác định lực cân bằng
Chúng tôi vẽ liên kết hàng đầu và áp dụng các tải trọng tác động. Để hệ ở trạng thái cân bằng, ta đưa vào một lực cân bằng, tác dụng tại điểm A vuông góc với liên kết AO. Sơ đồ cho thấy lực cân bằng bằng phản lực
Xác định lực cân bằng bằng phương pháp Zhukovsky
Chúng tôi xoay sơ đồ tốc độ của cơ cấu một góc 90 ° và áp dụng các lực tác động và lực quán tính lên nó. Sau đó ta lập phương trình cân bằng, coi phương án vận tốc như một vật cứng, so với cực.
Thay thế các giá trị số, chúng tôi nhận được
Xác định sai số trong việc tính toán lực cân bằng bằng phương pháp phương án lực và phương pháp của Zhukovsky bằng công thức
(5.11)
Thay thế các giá trị số, chúng ta nhận được
Phần kết luận
Trong khóa học này, việc phân tích cơ cấu thanh trượt tay quay được thực hiện.
Trong tổng quan tài liệu, chúng tôi đã làm quen với các nguyên tắc hoạt động của các cơ chế khác nhau. Kết quả của việc phân tích, các loại nghiên cứu sau đã được thực hiện: tổng hợp cấu trúc, động học, động học và bánh răng.
Trong quá trình phân tích cấu trúc, cấu trúc và mức độ di động của cơ cấu đã được xác định.
Trong phân tích động học, vận tốc và gia tốc được xác định bằng hai phương pháp: phương pháp kế hoạch và phương pháp đồ thị khác biệt. Các vận tốc và gia tốc của điểm D tại vị trí đầu tiên lần lượt có độ lớn bằng 0,28 m / s, 0,27 m / s và 5,89 m / s 2, 5,9 m / s 2, sai số - 2,1% và 1, 2%. Đối với vị trí thứ bảy, tốc độ và gia tốc lần lượt là 0,5 m / s, 0,5 m / s và 8,6 m / s 2, 8,5 m / s 2, sai số là 0% và 2,3%. Đối với vị trí thứ 10, tốc độ và gia tốc lần lượt là 2,05 m / s, 1,98 m / s và 3,6 m / s 2, 3,7 m / s 2, sai số là 2,3% và 2,6%. Có thể lập luận rằng các phép tính đã được thực hiện chính xác, vì sai số đối với tốc độ không vượt quá 5% và đối với gia tốc nhỏ hơn 10%.
Trong phân tích động học, một phép tính lực được thực hiện bằng hai phương pháp. Chúng tôi sử dụng phương pháp kế hoạch lực lượng và phương pháp của Zhukovsky. Theo phương pháp kế hoạch lực F UR hóa ra bằng 910 N và theo phương pháp Zhukovsky - 906 N, sai số là 2,3%, không vượt quá định mức cho phép. Có thể kết luận rằng phương pháp kế hoạch lực lượng tốn nhiều công sức hơn phương pháp Zhukovsky.
Danh sách các nguồn được sử dụng
1 Artobolevsky I.I. Lý thuyết Cơ khí và Máy móc: Sách giáo khoa. - Lần xuất bản thứ 4, bổ sung. pererab.-M.: Nauka, 1988.-640 tr.
2 Korenyako A.S. Thiết kế khóa học về lý thuyết cơ chế và máy móc: -5th ed., Sửa đổi - Kiev: trường Vishcha, 1970.- 332 tr.
3 Kozhevnikov S.N. Lý thuyết về cơ chế và máy móc: Sách giáo khoa. - Xuất bản lần thứ 4, hiệu đính.-M.: Kỹ thuật cơ khí, 1973.-592 tr.
4 Marchenko S.I. Lý thuyết về cơ chế và máy móc: Bài giảng. - Rostov n \\ D: Phoenix, 2003. - 256 tr.
5 Kulbachny OI .. Lý thuyết về cơ chế và thiết kế máy móc: Sách giáo khoa.-M .: Cao học, 1970.-228
1. Phân tích cấu trúc cơ chế
Cơ chế thanh trượt tay quay được trình bày.
Số bậc của cơ chế đang nghiên cứu được xác định theo công thức Chebyshev:
(1)
Ở đâu n - số mắt xích chuyển động trong chuỗi động học đã nghiên cứu; p 4 và tr 5 - tương ứng là số cặp của lớp thứ tư và thứ năm.
Để xác định giá trị của hệ số n hãy phân tích sơ đồ khối của cơ chế (Hình 1):
Hình 1 - Sơ đồ khối của cơ chế
Sơ đồ cấu trúc của cơ chế bao gồm bốn liên kết:
1 - tay quay,
2 - thanh nối AB,
3 - thanh trượt B,
0 - giá đỡ,
trong đó liên kết 1 - 3 là liên kết di động và giá đỡ 0 là liên kết cố định. Nó được thể hiện như một phần của sơ đồ kết cấu với hai giá đỡ cố định có bản lề và thanh dẫn hướng trượt 3.
Vì thế, n \u003d 3.
Để xác định giá trị của các hệ số p 4 và tr 5 tìm tất cả các cặp động năng là một phần của chuỗi động học đã xét. Chúng tôi nhập kết quả nghiên cứu vào bảng 1.
Bảng 1 - Các cặp động học
| № | Cặp động học (KP) | Sơ đồ điện ảnh cặp tic |
Kinema class cặp tic |
Mức độ di động |
||||||
| 1 | 0 – 1 | luân phiên |
||||||||
| 2 | 1 – 2 |  |
luân phiên |
1 | ||||||
| 3 | 2 – 3 |  |
luân phiên |
1 | ||||||
| 4 | 3 – 0 |  |
luân phiên |
1 | ||||||
Từ việc phân tích dữ liệu trong Bảng 1, chúng ta thấy rằng cơ chế ICE được khảo sát với hành trình piston tăng lên bao gồm bảy cặp cấp thứ năm và tạo thành một chuỗi động học khép kín. Vì thế, p 5 \u003d 4, và p 4 \u003d 0.
Thay thế các giá trị tìm được của các hệ số n, tr 5 và p 4 vào biểu thức (1), chúng ta nhận được:
Để xác định thành phần cấu trúc của cơ chế, chúng tôi chia sơ đồ đang được xem xét thành các nhóm cấu trúc Assur.
Nhóm liên kết đầu tiên 0-3-2 (Hình 2).
Hình 2 - Nhóm cấu trúc của Assur
Nhóm này bao gồm hai liên kết di chuyển:
thanh nối 2 và con trượt 3;
hai dây xích:
và ba cặp động học:
1-2 - cặp quay của lớp năm;
2-3 - cặp quay của lớp thứ năm;
3-0 - cặp tiền đạo của lớp năm;
thì n \u003d 2; p 5 \u003d 3, a p 4 \u003d 0.
Thay thế các giá trị đã tiết lộ của các hệ số vào biểu thức (1),
Do đó, nhóm liên kết 4-5 là nhóm cấu trúc Assur thuộc loại 2 bậc 2 của loại.
Nhóm thứ hai của các liên kết 0-1 (Hình 3).
Hình 3 - Cơ chế chính
Nhóm liên kết này bao gồm một liên kết chuyển động - tay quay 1, giá đỡ 0 và một cặp động học:
0 - 1 - cặp quay của lớp thứ năm;
thì n \u003d 1; p 5 \u003d 1, a p 4 \u003d 0.
Thay các giá trị tìm được vào biểu thức (1), chúng ta nhận được:
Do đó, nhóm liên kết 1 - 2 thực sự là cơ chế chính với tính di động 1.
Công thức cấu tạo của cơ chế
MECHANISM \u003d PM (W \u003d 1) + SGA (lớp 2, đơn hàng 2, loại 2)
2. Tổng hợp sơ đồ động học
Để tổng hợp sơ đồ động học, trước tiên cần thiết lập hệ số tỷ lệ của độ dài μ ℓ. Để tìm μ ℓ, cần lấy kích thước tự nhiên của tay quay OС và chia nó cho kích thước của một đoạn có chiều dài tùy ý │OС│:
Sau đó, sử dụng hệ số tỷ lệ của độ dài, chúng tôi chuyển tất cả các kích thước tự nhiên của các liên kết thành các đoạn, với sự trợ giúp của chúng tôi sẽ xây dựng sơ đồ động học:
Sau khi tính toán các kích thước, chúng tôi tiến hành xây dựng một vị trí của cơ chế (Hình 4) bằng phương pháp serif.
Để làm điều này, trước tiên hãy vẽ một giá 0 trên đó tay quay được cố định. Sau đó, chúng tôi vẽ một đường ngang XX qua tâm của vòng tròn, được vẽ để làm giá đỡ. Nó cần thiết cho việc tìm kiếm tâm của thanh trượt tiếp theo 3. Hơn nữa, từ tâm của cùng một đường tròn, chúng ta vẽ hai bán kính khác
và. Sau đó, từ đó, chúng ta vẽ một đoạn có độ dài một góc với đường ngang XX. Các giao điểm của đoạn thẳng này với các đường tròn đã dựng lần lượt là các điểm A và C. Sau đó từ điểm A ta dựng một đường tròn có bán kính.Giao điểm của đường tròn này với đường XX sẽ là điểm B. Vẽ đường dẫn cho thanh trượt, đường này sẽ trùng với đường XX. Chúng tôi xây dựng thanh trượt và tất cả các chi tiết khác của bản vẽ là cần thiết. Chúng tôi chỉ định tất cả các điểm. Việc tổng hợp sơ đồ động học đã hoàn thành.
3. Phân tích động học của một cơ chế phẳng
Chúng tôi tiến hành xây dựng kế hoạch tốc độ cho vị trí của cơ chế. Để đơn giản hóa các tính toán, bạn nên tính toán tốc độ và hướng cho tất cả các điểm của vị trí cơ cấu, sau đó xây dựng kế hoạch tốc độ.
Hình 4 - Một trong những vị trí của cơ chế
Chúng ta hãy phân tích sơ đồ của cơ cấu con trượt tay quay: điểm O và điểm O 1 là các điểm cố định, do đó, môđun vận tốc của các điểm này bằng không (
).Vectơ vận tốc của điểm A là tổng hình học của vectơ vận tốc của điểm O và tốc độ của chuyển động quay tương đối của điểm A quanh điểm O:
. (2)
Đường hành động vector vận tốc
vuông góc với trục của tay quay 1, và hướng tác dụng của vectơ này trùng với hướng quay của tay quay.Mô-đun tốc độ điểm A:
, (3)
- vận tốc góc của liên kết OA; - độ dài của HĐH. Vận tốc góc
Gửi công việc tốt của bạn trong cơ sở kiến \u200b\u200bthức là đơn giản. Sử dụng mẫu dưới đây
Các sinh viên, nghiên cứu sinh, các nhà khoa học trẻ sử dụng nền tảng kiến \u200b\u200bthức trong học tập và làm việc sẽ rất biết ơn các bạn.
Đã đăng trên Allbest.ru
Giới thiệu
2.1.1 Đánh dấu cơ chế
2.1.2 Tính toán tốc độ
2.1.3 Tính toán gia tốc
Phần kết luận
Giới thiệu
Lý thuyết về cơ chế giải quyết các vấn đề về cấu trúc, động học và động lực học của máy móc liên quan đến việc tổng hợp và phân tích chúng.
Trong công việc này, một phân tích được thực hiện, vì cơ chế hiện có đang được điều tra.
Đồ án môn học thuộc chuyên ngành "Lý thuyết Cơ khí và Máy móc" cung cấp việc tính toán cơ chế trong ba phần chính:
1. Phân tích cấu trúc.
2. Phân tích động học.
3. Phân tích động học.
Trong mỗi phần, một bộ tính toán nhất định được thực hiện để nghiên cứu cơ chế này.
Phân tích cấu trúc đưa ra một ý tưởng chung về cấu trúc của cơ chế được điều tra. Phần này không cung cấp một lượng lớn các phép tính mà chỉ cung cấp thông tin ban đầu về các bộ phận và về toàn bộ cơ chế nói chung. Thông tin này sẽ cần thiết sau này khi tính toán cơ chế.
Phân tích động học dựa trên kết quả phân tích kết cấu và cung cấp cho việc tính toán các đặc trưng động học. Trong phần này, vị trí của cơ cấu tại các thời điểm khác nhau được xây dựng, tốc độ, gia tốc, độ dịch chuyển của các điểm và các liên kết của cơ cấu được tính toán. Các phép tính được thực hiện bằng nhiều phương pháp khác nhau, cụ thể là phương pháp phương án (tức là giải phương trình bằng phương pháp véc tơ), phương pháp biểu đồ động học, trong đó vẽ biểu đồ đặc trưng động học và cơ chế được nghiên cứu sử dụng chúng.
Phân tích động học hoặc tính toán lực cho phép bạn tính toán các lực và phản ứng tác động lên cơ chế, và không chỉ các lực bên ngoài như trọng lực, mà còn cả các lực có bản chất bên trong độc quyền. Đây là những lực - phản ứng của các liên kết được hình thành khi bất kỳ liên kết nào bị loại trừ. Trong tính toán lực, các phương pháp tương tự được sử dụng một phần như trong phân tích động học, nhưng ngoài phương pháp của N.E. Zhukovsky, cho phép bạn kiểm tra tính đúng đắn của tác phẩm.
Tất cả các phương pháp được sử dụng trong công việc đều đơn giản và đủ chính xác, điều này không phải là không quan trọng trong các tính toán kỹ thuật kiểu này.
Phần 1. Phân tích cấu trúc của cơ chế
Phân tích cấu trúc cho phép bạn hiểu cấu trúc của cơ chế. Các mục tiêu chính cần đạt được trong phần này là:
1) Xác định cấu trúc của cơ chế;
2) Tính toán khả năng di chuyển của cơ cấu;
3) Xác định lớp của cơ chế;
Cơ cấu trục quay - con trượt của máy công tác được thể hiện trên hình. 1.1, nó bao gồm: 0 - giá đỡ; 1 - tay quay; 2 - thanh truyền; 3 - con trượt.
Tổng số mắt xích trong cơ chế là N \u003d 4.
Hãy xác định tính linh động của cơ chế theo công thức Chebyshev:
W \u003d 3n - 2P 5 - P 4, (1.1)
trong đó n là số liên kết chuyển động (n \u003d 3), Р 5 là số cặp của lớp thứ năm, Р 4 là số cặp của lớp thứ tư.
Hãy mô tả sơ đồ khối của cơ chế:
Nhân vật: 1.2 Sơ đồ khối
Số cặp của hạng thứ năm Р 5: (0; 1), (1; 2), (2; 3),
Số cặp phân thức P 4 \u003d 0.
Cơ chế di động (1.1):
Hãy viết công thức cho cấu trúc của cơ chế:
Lớp cơ chế - II.
Phần 2. Phân tích động học của cơ chế
đòn bẩy động học thanh trượt tay quay
Trong phần này giải quyết các nhiệm vụ của phân tích động học cơ cấu trục quay - con trượt của máy công tác, cụ thể là: đánh dấu của cơ cấu được chế tạo cho mười hai vị trí của nó; vị trí của các tâm khối lượng của các liên kết được xác định; kế hoạch về tốc độ và gia tốc được thực hiện; các giá trị của tốc độ, gia tốc và độ dịch chuyển của liên kết đầu ra được xác định; các vị trí cực đoan của cơ chế được xác định; sơ đồ động học được xây dựng.
2.1 Phân tích động học theo phương pháp kế hoạch
Việc phân tích động học bằng phương pháp phương án (phương pháp phân tích đồ thị) khá đơn giản, rõ ràng và có đủ độ chính xác cho các tính toán kỹ thuật. Bản chất của nó là mối quan hệ giữa tốc độ và gia tốc được mô tả bằng các phương trình vectơ, được giải bằng đồ thị.
2.2.1 Đánh dấu cơ chế
Dấu chuyển động là một chuyển động ở mười hai vị trí tại các thời điểm cụ thể. Bố cục của cơ chế được xây dựng dựa trên dữ liệu ban đầu. Khi xây dựng đánh dấu, nhiệm vụ chính là duy trì tỷ lệ kích thước của các liên kết và thiết kế tổng thể của cơ chế.
Để xây dựng đánh dấu, cần phải tính toán hệ số tỷ lệ, cho phép bạn duy trì tất cả các tỷ lệ và liên hệ các kích thước thực tế của cơ chế với các kích thước được sử dụng trong phần đồ họa. Hệ số tỷ lệ được xác định từ tỷ lệ giữa kích thước thực của cơ cấu (tính bằng mét) với kích thước trên trang tính trong phần đồ họa (được biểu thị bằng milimét). Hãy tìm giá trị của hệ số tỷ lệ bằng cách sử dụng kích thước thực của tay quay, bằng 0,280 m và kích thước của tay quay trên trang tính trong phần đồ họa, chúng tôi lấy 70 mm
đâu là kích thước thực của tay quay.
Sử dụng hệ số tỷ lệ kết quả, chúng tôi tính toán các kích thước còn lại của các liên kết của cơ chế.
Tất cả các kích thước khác cũng vậy. Kết quả tính toán kích thước được thể hiện trong Bảng 1.
Bảng 1
Dựa trên các kích thước thu được, chúng tôi xây dựng mười hai vị trí của cơ chế, tuân thủ nghiêm ngặt tất cả các tỷ lệ và cấu trúc cơ bản. Đánh dấu của cơ chế được xây dựng trên trang đầu tiên của phần đồ họa của dự án khóa học. Trong bộ lễ phục. 2.1.1 trình bày cơ chế ở mười hai vị trí.
Nhân vật: 2.1.1 Cơ chế ở mười hai vị trí
2.1.2 Tính toán tốc độ
Việc tính toán tốc độ được thực hiện cho tất cả mười hai vị trí của cơ cấu. Các vận tốc tuyến tính và góc của tất cả các liên kết được tính toán, cũng như vận tốc của các khối tâm.
Tính toán tốc độ và xây dựng phương án sẽ được thực hiện cho vị trí số 2 của cơ cấu.
Tốc độ tay quay góc:
Sử dụng giá trị nào của tốc độ góc của tay quay, ta xác định được tốc độ của điểm A:
độ dài của liên kết OA là ở đâu.
Hãy viết phương trình vectơ vận tốc của điểm B:
Trong phương trình này, chúng ta biết hướng của các vectơ vận tốc V B, V A, V AB. Tốc độ của điểm B hướng dọc theo thanh dẫn t, tốc độ của điểm A hướng vuông góc với tay quay OA và tốc độ của liên kết AB hướng vuông góc với liên kết này. Biết được hướng của các tốc độ và giá trị của tốc độ của điểm A, ta giải phương trình (2.1) bằng đồ thị (Hình 2.1.2). Để làm được điều này, ban đầu chúng ta sẽ xác định giá trị của hệ số tỷ lệ, yếu tố này cần thiết cho các công trình xây dựng. Nó được xác định tương tự như hệ số quy mô nêu trong 2.1.1:
trong đó pa là đoạn biểu diễn vận tốc của điểm A trên sơ đồ tốc độ (pa được chọn tùy ý).
Sau khi xác định hệ số tỷ lệ, chúng ta giải phương trình vectơ (2.1) (Hình 2.1.2). Để làm điều này, đánh dấu điểm p v - một cực, từ đó ta vẽ một đoạn p v a bằng giá trị của vận tốc của điểm A và hướng vuông góc với tay quay OA. Từ cuối đoạn đã dựng, kẻ đường biểu diễn của vận tốc tương đối, hướng vuông góc với AB, tại giao điểm của vectơ này với hướng t-t sẽ có điểm b. Vectơ p v b xác định tốc độ của điểm B, nó hướng từ cực p v.
Chúng tôi xác định giá trị số của tốc độ bằng cách đo các phân đoạn thu được và nhân chúng với hệ số tỷ lệ:
Ta tính vận tốc góc theo công thức:
đâu là chiều dài của thanh nối (m).
Vị trí của các khối tâm trên mặt phẳng vận tốc sẽ được xác định theo tính chất tương tự:
Tốc độ của khối tâm của thanh nối là:
Trong công việc này, việc tính toán tốc độ cho tất cả mười hai vị trí được thực hiện. Việc tính toán được thực hiện tương tự như khoản dự phòng đã xét. Các vectơ vận tốc đều đi ra khỏi cùng một cực. Kết quả tính toán (kế hoạch tốc độ đầy đủ) được trình bày trên trang đầu tiên của phần đồ họa của dự án. Giá trị của tất cả các tốc độ liên kết của cơ cấu và các điểm của liên kết được trình bày trong bảng 2.
ban 2
2.1.3 Tính toán gia tốc
Việc tính toán gia tốc được thực hiện đối với hai vị trí của hành trình làm việc của cơ cấu, trong đó lực cản có ích không bằng không. Gia tốc được xác định tương tự như tốc độ, tính toán đã được thực hiện ở trên (Mục 2.1.2).
Ban đầu, ta xác định gia tốc của điểm A của tay quay. Nó không đổi và bằng tích của bình phương vận tốc góc của tay quay và chiều dài của nó:
Chúng ta sẽ tìm gia tốc bằng phương pháp kế hoạch, vì vậy chúng ta viết ra phương trình vectơ của gia tốc của điểm B:
trong đó và lần lượt là thành phần pháp tuyến và tiếp tuyến của gia tốc liên kết AB.
Hãy để chúng tôi giải phương trình (2.10) bằng đồ thị. Để làm điều này, chúng tôi lấy hệ số tỷ lệ của kế hoạch tăng tốc, bằng:
Ta xây dựng phương án gia tốc theo phương của các vectơ:
Hướng từ điểm A đến điểm O 1;
Hướng từ điểm B đến điểm A;
Hướng vuông góc với liên kết AB;
Hướng được cho bởi đường ray t - t.
Hãy xác định thành phần pháp tuyến của gia tốc liên kết AB:
Để xây dựng một kế hoạch tăng tốc:
· Chọn cực pa;
· Dựng véc tơ gia tốc của điểm A;
· Từ cuối của vectơ ta dựng một tia song song với liên kết AB, và trên tia này ta cách tia một đoạn bằng:;
Kẻ đường thẳng vuông góc với AB qua điểm n, đánh dấu giao điểm của nó với hướng dẫn t- điểm b;
· Đoạn p và b - gia tốc của điểm B trên mặt phẳng gia tốc.
Gia tốc của các khối tâm được xác định theo nguyên tắc tương tự:
Kế hoạch tăng tốc cho vị trí số 2 được thể hiện trong Hình. 2.1.4
Nhân vật: 2.1.4 Kế hoạch tăng tốc cho vị trí số 2
Chúng tôi tính toán các giá trị số của gia tốc theo công thức:
Các giá trị thu được của tất cả các gia tốc cho các vị trí của cơ cấu số 8 và số 10 được thể hiện trong Bảng 3.
bàn số 3
2.2 Phân tích động học bằng phương pháp sơ đồ
Phương pháp biểu đồ động học cho phép bạn nhìn thấy một cách trực quan chuyển động, tốc độ và gia tốc thay đổi như thế nào trong chu kỳ của cơ cấu.
Hãy lấy hệ số tỷ lệ bằng nhau.
Để xây dựng các biểu đồ, chúng ta cần một hệ số tỷ lệ thời gian và một hệ số tỷ lệ góc quay. Chúng tôi tính toán các hệ số này bằng công thức:
trong đó t c - thời gian chu kỳ,; L \u003d 180 mm.
Biểu đồ dịch chuyển được thể hiện trong Hình. 2.2.1
Hình 2.2.1. Sơ đồ dịch chuyển
Chúng tôi chuyển các tốc độ của liên kết đầu ra sang biểu đồ tốc độ, có tính đến các yếu tố tỷ lệ thu được. Chúng tôi kết nối các giá trị thu được của tốc độ với một đường, và kết quả là chúng tôi có một biểu đồ cho tốc độ của liên kết đầu ra ở mười hai vị trí của cơ cấu (Hình 2.2.2).
Biểu đồ tốc độ được xây dựng trên trang tính đầu tiên của phần đồ họa.
Nhân vật: 2.2.2. Biểu đồ tốc độ
Biểu đồ gia tốc được xây dựng bằng phương pháp phân biệt đồ họa. Đối với điều này:
· Biểu đồ vận tốc được tính gần đúng bằng một đường đứt đoạn;
Chuyển trục abscissa từ biểu đồ vận tốc sang biểu đồ gia tốc và tiếp tục nó vượt ra ngoài điểm gốc (bên trái);
· Dành đoạn H \u003d 20 mm;
Trên biểu đồ vận tốc, xác định điểm 1 /, sau đó nối nó với điểm O bằng một đoạn thẳng:
· Từ điểm P ta kẻ tia song song với dây cung O1 /. Lấy điểm 1 //;
Đoạn O1 // mô tả gia tốc trung bình trong khoảng thời gian (0; 1);
· Để tìm điểm của giản đồ gia tốc, cần khôi phục vuông góc từ giữa khoảng thời gian (0; 1) và chiếu điểm 1 // lên đường vuông góc này;
· Các cấu trúc này được lặp lại trong toàn bộ khoảng thời gian.
Hãy xác định hệ số tỷ lệ của biểu đồ gia tốc:
Nhân vật: 2.2.3. Sơ đồ gia tốc
Phần 3. Phân tích động học của cơ chế
Mục tiêu của phân tích động học:
· Xác định lực cản hữu ích tại các vị trí được xem xét của cơ cấu;
· Xác định phản ứng theo cặp động học;
· Xác định thời điểm cân bằng theo phương pháp kế hoạch;
· Xác định mômen cân bằng bằng phương pháp “đòn bẩy cứng” N.Ye. Zhukovsky
3.1 Phân tích lực lượng theo phương pháp kế hoạch
Tính toán lực theo phương pháp kế hoạch cho phép bạn xác định các phản ứng theo cặp động học và mômen cân bằng. Phương pháp này đơn giản, trực quan và đủ chính xác để tính toán kỹ thuật.
3.1.1 Xác định lực cản hữu ích
Trình tự xây dựng các dấu để tính toán lực của cơ cấu không khác với cấu tạo của nó trong phần phân tích động học, do đó, không cần giải thích thêm ở đây. Sau khi xây dựng đánh dấu, chúng tôi chuyển sang sơ đồ nguồn, sơ đồ này phải được chuyển từ dữ liệu nguồn sang trang tính. Khi làm như vậy, điều quan trọng là phải xác định. các giá trị của các lực cản ở mỗi vị trí của việc đánh dấu và thiết lập sự tuân thủ của chúng với các quy định này. Trên vạch của cơ cấu có các vạch về vị trí của điểm B của thanh trượt. Chúng ta hãy hướng trục hoành độ của đồ thị mong muốn song song với quỹ đạo của điểm B từ vị trí 0 của nó về vị trí cực trị khác. Hãy để chúng tôi hướng trục abscissa vuông góc với trục này. Trong trường hợp này, về bản chất, dọc theo trục tọa độ, sự dịch chuyển của điểm B được vẽ, dọc theo trục abscissa, giống như trên đồ thị ban đầu, lực cản P được vẽ.
Trong hệ tọa độ đã chọn, cần phải áp dụng các tỷ lệ dọc theo cả hai trục và sau đó là lưới tọa độ theo cách tương tự như đã thực hiện trên đồ thị ban đầu trong bài tập cho đồ án môn học. Sau khi đọc tọa độ của một số điểm đặc trưng của đồ thị ban đầu, chúng tôi xây dựng các điểm này trong hệ tọa độ được chuẩn bị cho việc này, sau đó chúng tôi nối các điểm được vẽ tuần tự với nhau để cho ra đồ thị mong muốn.
Hạ thấp các đường vuông góc từ các điểm quỹ đạo đến trục tọa độ của đồ thị, chúng ta thu được các đường kính P ở các vị trí mong muốn của điểm đánh dấu hành trình làm việc của cơ cấu. Lưu ý rằng tỷ lệ dọc theo hoành độ của đồ thị bằng với tỷ lệ đánh dấu (Hình 3.1.1 a)
Hãy tìm lực cản:
cho vị trí thứ 2:
P s_ 2 \u003d 1809 N,
Đối với vị trí thứ 4:
P s_ 4 \u003d 1298 N.
Hình 3.1.1.Xác định lực cản hữu ích
3.1.2 Phân tích lực của nhóm kết cấu
Chúng tôi chuyển liên kết AB khỏi điểm đánh dấu của cơ chế và tại điểm A giải phóng nó khỏi các kết nối, loại bỏ liên kết 1 và thay thế hoạt động của liên kết này bằng một phản ứng, đến lượt nó, có các thành phần pháp tuyến và tiếp tuyến.
Chúng tôi áp dụng các lực hấp dẫn, quán tính, lực cản hữu ích và phản ứng liên kết cho các liên kết của nhóm. Trong biểu đồ chất tải (Hình 3.1.1), các lực được mô tả bằng các đoạn có độ lớn tùy ý, nhưng vẫn giữ nguyên hướng của các lực này. Ta hướng các lực quán tính theo hướng ngược lại với gia tốc của các điểm tương ứng. Lực cản có ích có hướng ngược với hướng vận tốc của con trượt ở vị trí đã chọn.
Nhân vật: 3.1.1. Sơ đồ tải của nhóm cấu trúc cho vị trí số 2
Xác định lực quán tính của con trượt ở vị trí số 7:
Lực quán tính của liên kết AB:
Hãy để chúng tôi viết tổng các khoảnh khắc liên quan đến thanh trượt B:
Từ phương trình (3.3), chúng tôi biểu thị:
Hãy viết ra tổng của tất cả các lực tác dụng lên nhóm:
Hãy giải phương trình (3.5) bằng đồ thị (Hình 3.1.4). Hãy chọn một hệ số tỷ lệ. Chúng tôi chọn một cực qua đó chúng tôi vẽ một đường thẳng song song với mạch tải và đặt trên đó đoạn mô tả. Ta lập tuần tự các vectơ của tất cả các lực theo phương trình (3.5) để lần lượt xây dựng các phản ứng chưa biết. Giao điểm của các đường hành động của hai vectơ này sẽ cho ta lời giải của phương trình này. Trong bộ lễ phục. 3.1.2 cho thấy sơ đồ lực lượng của nhóm bị kéo ở vị trí số 2 của cơ cấu.
Nhân vật: 3.1.2. Kế hoạch lực lượng cho nhóm theo dõi
Để xác định trị số của các phản ứng chưa biết và cần đo các đoạn biểu thị số liệu phản ứng trên kế hoạch của các lực và nhân chúng với hệ số tỷ lệ.
Các giá trị kết quả của các phép tính và cấu tạo được nhập vào bảng.
3.1.3 Tính toán lực của cơ cấu ban đầu
Việc tính toán công suất của tay quay cho phép bạn xác định thời điểm cân bằng.
Để tính toán, chúng tôi sẽ chuyển liên kết ban đầu từ dấu hiệu, loại bỏ giá đỡ và thay thế nó bằng một phản ứng chưa biết R 01. Hãy tải tay quay bằng trọng lực và các phản ứng liên kết (Hình 3.1.3).
Mômen cân bằng M ur được xác định từ phương trình cân bằng của tay quay dưới dạng mômen so với điểm O 1.
Từ phương trình (3.6), ta biểu diễn thời điểm M ur và tìm giá trị số của nó:
Để tìm phản lực R 01 chưa biết, ta sẽ lập phương trình của tất cả các lực tác dụng lên liên kết và giải theo phương pháp:
Nhân vật: 3.1.4. Kế hoạch Lực lượng Cơ chế Ban đầu
Phản ứng R 01:
3.2 Tính toán lực theo phương pháp "đòn bẩy cứng" N.Ye. Zhukovsky
Nhiệm vụ chính của phép tính lực theo phương pháp Zhukovsky "đòn bẩy cứng" là kiểm tra tính đúng đắn của việc xây dựng phương án của các lực và xác định phản ứng theo cặp động học.
Từ một điểm tùy ý được lấy làm cực P, chúng ta xây dựng phương án gia tốc cho vị trí số 8 và quay nó 90 0 theo chiều kim đồng hồ so với vị trí bình thường của nó. Kế hoạch tốc độ cho vị trí số 8 đã được xây dựng trong phần 2.1.2. Chúng ta truyền các lực này đến đầu của các vectơ vận tốc của các điểm mà tại đó các lực tác dụng lên cơ cấu, giữ nguyên hướng chính xác của chúng.
Ta xác định hướng và giá trị của các mômen quán tính tác dụng lên cơ cấu. Vì ab và trên phương án tốc độ trùng với AB trên dấu của cơ cấu, nên
Nhân vật: 3.2.1. "Cần gạt cứng"
Chúng tôi lập phương trình cân bằng của phương án tốc độ như một đòn bẩy cứng có điều kiện dưới dạng mômen lực so với cực của phương án tốc độ. Vai của các lực được lấy trực tiếp từ đòn bẩy mà không có bất kỳ biến đổi nào:
Chúng tôi xác định:
Thời điểm cân bằng:
Hãy xác định lỗi:
Do đó, có thể kết luận rằng tính toán là chính xác.
Việc tính toán lực cho vị trí số 4 được thực hiện theo cách tương tự.
Tính toán công suất của nhóm kết cấu rãnh ở vị trí số 4
Việc tính toán sức mạnh của cơ chế ở vị trí thứ 10 được thực hiện theo cách tương tự. Theo kết quả của các phép tính, chúng tôi nhận được:
Phần kết luận
Trong đồ án môn học này, các nhiệm vụ của phân tích động học và động học của cơ chế đã được giải quyết. Trong quá trình của dự án, các mục tiêu sau đã đạt được:
· Hoàn thành tính toán động học của cơ chế;
· Các giá trị của tốc độ, gia tốc và độ dịch chuyển của các liên kết và điểm của cơ cấu được xác định;
· Vị trí của hành trình làm việc của cơ cấu được tìm thấy;
· Xác định các lực và phản ứng tác động lên cơ chế;
Các giá trị thu được trong tính toán và tính toán được kiểm tra bằng phương pháp Zhukovsky. Theo đó, các phương pháp xác định sai số ở vị trí số 2 () và ở vị trí số 4 (), hóa ra là nhỏ hơn mức cho phép, điều này chỉ ra kết cấu và tính toán chính xác.
Thư mục
1. N.N. Fedorov. Thiết kế và động học của cơ cấu phẳng. Hướng dẫn. Omsk, nhà xuất bản OmSTU, 2010.
2. N.N. Fedorov. Động học của cơ cấu phẳng và động lực học của máy. Hướng dẫn. Omsk, nhà xuất bản OmSTU, 2009.
3. Artobolevsky I. I. Lý thuyết về cơ chế và máy móc. Sách giáo khoa cho các trường đại học - Moscow: Nauka, 1988.
4. Kozhevnikov S.N. Lý thuyết về cơ chế và máy móc. -M .: Nauka, 2012.
Đã đăng trên Allbest.ru
Tài liệu tương tự
Nghiên cứu động học và động học của cơ cấu máy công tác. Tính toán tốc độ theo phương pháp kế hoạch. Tính toán công suất của nhóm kết cấu và liên kết đầu mối theo phương pháp phương án. Xác định lực cân bằng bằng phương pháp "đòn bẩy cứng" N.Ye. Zhukovsky.
hạn giấy bổ sung ngày 04/05/2016
Phân tích kết cấu của cơ cấu trượt trục quay. Xây dựng các phương án về vị trí, tốc độ, gia tốc và sơ đồ động học. Xác định kết quả của lực quán tính và lực cân bằng. Tính momen quán tính của bánh đà. Cơ chế cam tổng hợp.
hạn giấy, bổ sung 23/01/2013
Phân tích kết cấu cơ cấu đòn bẩy của máy công tác, nghiên cứu động học và động lực học của nó. Cơ cấu tay quay trượt, khớp chuyển động của nó. Xây dựng kế hoạch của cơ chế, tốc độ và gia tốc. Tính công suất của cơ cấu đòn bẩy.
hạn giấy, bổ sung 27/05/2015
Phân tích cấu tạo của cơ cấu trục quay con trượt, xác định thành phần cấu tạo của nó. Tổng hợp sơ đồ động học. Phân tích động học của cơ cấu phẳng. Xác định các lực tác dụng lên các mắt xích của cơ cấu. Phương pháp phân tích lực động học.
phòng thí nghiệm làm việc, bổ sung 13/12/2010
Xác định vị trí, tốc độ và gia tốc của các liên kết của liên kết và các điểm khác nhau của chúng. Nghiên cứu sự chuyển động của các liên kết theo phương pháp sơ đồ, phương pháp tọa độ. Tính toán các lực tác dụng lên các mắt xích bằng phương pháp phương án lực và đòn bẩy Zhukovsky.
hạn giấy bổ sung 28/09/2011
Phân tích cấu tạo và động học của cơ chế của máy rèn và dập bằng phương án và sơ đồ. Xác định lực và phản lực tác dụng lên các liên kết theo cặp động năng. Xác định lực cân bằng bằng phương pháp "đòn bẩy cứng" N. Zhukovsky.
giấy hạn bổ sung ngày 11/01/2013
Phân tích kết cấu và động học của cơ cấu trục quay con trượt. Xác định vận tốc và gia tốc thẳng, góc. Tính toán lực hãm lớn nhất trong cơ cấu hãm; các thông số động học của bộ truyền động bánh răng, bộ truyền bánh răng và các trục.
thử nghiệm, thêm ngày 22/03/2015
Phân tích cấu tạo và động học liên kết của máy ép kéo. Định nghĩa một lớp và phân tách nó thành các nhóm Asura. Xây dựng kế hoạch cho vị trí của các cơ chế, tốc độ và gia tốc. Xác định lực cân bằng bằng phương pháp đòn bẩy Zhukovsky.
hạn giấy, bổ sung 17/05/2015
Sơ đồ động học cơ cấu cân bằng trục quay. Vị trí bắt đầu của liên kết hàng đầu. Sơ đồ động học, phương án tốc độ và gia tốc. Xác định mômen cân bằng trên tay quay, kiểm tra bằng phương pháp đòn bẩy Zhukovsky.
kiểm tra, thêm ngày 27/07/2009
Cơ bản về nghiên cứu động học và động học của cơ cấu thanh trượt tay quay. Phát triển các bản vẽ của sơ đồ tốc độ, gia tốc và mô men thống kê với việc tính toán tiếp theo các giá trị của chúng. Xây dựng hodograph của vận tốc của cặp động học.
1. Phân tích cấu trúc của cơ chế
1.1 Xác định mức độ chuyển động của cơ cấu
Ở đâu N= 3 - số lượng liên kết chuyển động của cơ cấu
- số cặp động năng của lớp thứ năm
- số cặp động năng của bậc 4
Trong một cơ chế nhất định, bốn cặp của lớp năm
Các cặp quay
3.0 cặp tịnh tiến
Không có cặp đôi lớp bốn
1.2 Định nghĩa lớp cơ chế
Để làm điều này, chúng tôi chia cơ chế thành các nhóm Assur.
Chúng tôi xác định nhóm Assur của lớp thứ hai được hình thành bởi các liên kết 2 và 3. Liên kết hàng đầu vẫn còn, tạo thành cơ chế của lớp thứ nhất.
Phong trào cấp I Phong trào cấp II
Đặt hàng 2
Công thức cấu trúc cơ chế
I (0,1) II (2,3)
Lớp của nhóm kết nối là lớp thứ hai, do đó cơ chế được coi là thuộc về lớp thứ hai.
2 Tổng hợp hình học của cơ chế
2.1 Chúng tôi vẽ cơ chế ở các vị trí cực đoan
2.2 Xác định kích thước tuyến tính của tay quay và thanh nối
Tốc độ trục quay n1 \u003d 82 vòng / phút
Hành trình con trượt S \u003d 0,575 m
Tỷ số giữa chiều dài của tay quay và chiều dài của thanh nối
Tỷ lệ độ lệch tâm so với chiều dài tay quay
2.3 Trong một vòng quay của tay quay s;
Thanh trượt sẽ bao phủ khoảng cách S, tại S \u003d 2AB
Xác định độ dài của liên kết;
Xác định độ dài của liên kết;
Xác định vị trí của điểm M trên liên kết AB từ tỉ số
; TRONGM\u003d 0,18 x 1,15 \u003d 0,207 m;
3 Xây dựng sơ đồ của cơ cấu thanh trượt tay quay
Để xây dựng sơ đồ của cơ cấu trục quay, ta vẽ đường tròn bán kính AB, sau đó vẽ đường AC nằm ngang. Chúng tôi chia các vòng tròn thành 12 phần (cho 12 vị trí của cơ chế). Tiếp theo, ta hoãn các đoạn B0C0, B1C1 ... B11C11 trên phương ngang AC. Ta nối tâm đường tròn A với các điểm B0, B1 ... B11. Tại mỗi vị trí trong số 12 vị trí tay quay, dành đoạn BMi (với i là số vị trí tay quay). Nối các điểm М0, М1 ... М11, ta được quỹ đạo chuyển động của điểm M.
4 Xác định tốc độ dài của các điểm O, A, B, M tại bốn vị trí.
Vị trí 1:
Xác định tốc độ của điểm B
Xem xét
Xác định Từ tam giác ABC
Xem xét
Chúng tôi xác định PC thông qua
Chúng tôi xác định AR
Xác định BP
Chúng tôi xác định Ð J
Xác định MR
Xác định tốc độ của các điểm A, C và M từ công thức
Chúng tôi xác định
Chung ta kiểm tra:
Vị trí 2:
Xác định tốc độ của điểm B
Xem xét
Theo định lý sin, chúng ta định nghĩa:
Xác định Từ tam giác OAB
Theo định lý sin, chúng ta định nghĩa AC
Xem xét
Chúng tôi xác định PC thông qua
Chúng tôi xác định AR
Xác định BP
Chúng tôi xác định Ð J
Xác định MR
Chúng tôi xác định Ð Y
Chung ta kiểm tra:
Vị trí 3:
Vì các vận tốc VB, VC và VM song song và các điểm B, C, M không thể nằm trên cùng một phương vuông góc với phương của các vận tốc này nên tại thời điểm vận tốc tâm tức thời của thanh nối BC nằm ở vô cùng, tốc độ góc của nó và nó làm chuyển động tịnh tiến tức thời. Do đó, tại thời điểm này:
Vị trí 4:
Xác định tốc độ của điểm B
Xem xét
Theo định lý sin, chúng ta định nghĩa:
Chúng tôi xác định Ð B từ tam giác ABC
Theo định lý sin, chúng ta định nghĩa AC
Xem xét
Chúng tôi xác định PC thông qua
Chúng tôi xác định AR
Xem xét
Xác định BP
Chúng tôi xác định Ð J
Xác định MR
Xác định tốc độ của các điểm A, B và M từ công thức
Chúng tôi xác định Ð Y
Chung ta kiểm tra:
5. Xây dựng biểu đồ chuyển vị, tốc độ và gia tốc.
Để yêu cầu xây dựng biểu đồ động học các quãng đường, tốc độ và gia tốc của con trượt C của cơ cấu con trượt tay quay. Tay quay AB có chiều dài l \u003d 0,29 m quay với vận tốc góc không đổi n1 \u003d 82 vòng / phút.
Cơ cấu con trượt tay quay làm nhiệm vụ chuyển chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến và ngược lại. Nó bao gồm vòng bi 1, tay quay 2, thanh nối 3 và con trượt 4.
Tay quay thực hiện chuyển động quay, thanh nối song song mặt phẳng và thanh trượt chuyển động tịnh tiến.
Hai vật thể chuyển động liên kết với nhau tạo thành một cặp động học. Các cơ quan tạo thành một cặp được gọi là liên kết. Thông thường, quy luật chuyển động của liên kết dẫn động (tay quay) được đặt ra. Việc xây dựng biểu đồ động học được thực hiện trong một khoảng thời gian (chu kỳ), chuyển động ổn định đối với một số vị trí của liên kết đầu.
Chúng tôi xây dựng trên thang đo ở mười hai vị trí, tương ứng với các vòng quay liên tiếp của tay quay cứ sau 300.
Trong đó S \u003d 2r - giá trị thực của bản trượt, bằng hai lần giá trị của tay quay.
- hành trình con trượt trên sơ đồ cơ cấu.
Thang đo thời gian ở đâu
Đoạn 1 trên trục thời gian được chia thành 12 phần bằng nhau tương ứng trong thang đã chọn để quay tay quay ở các góc: 300, 600, 900, 1200, 1500, 1800, 2100, 2400, 2700, 3000, 3300, 3600 (tại điểm 1-12). Chúng ta hãy hoãn các đoạn thẳng đứng từ các điểm này: 1-1S \u003d B0B1, 2-2S \u003d B0B2, v.v ... Các khoảng cách này tăng đến vị trí cực bên phải của thanh trượt B, và từ vị trí B giảm. Nếu các điểm 0s, 1s, 2s ... 12s mắc nối tiếp thành một đường cong thì ta được biểu đồ về độ dời của điểm B.
Để vẽ biểu đồ tốc độ và gia tốc, phương pháp phân biệt bằng đồ thị được sử dụng. Biểu đồ vận tốc được xây dựng như sau.
Dưới biểu đồ chuyển vị, chúng tôi vẽ các tọa độ v và t, và khi tiếp tục trục v về bên trái, khoảng cách cực đã chọn HV \u003d 20mm được đặt tùy ý.
Từ điểm Pv kẻ các đường thẳng song song với đường cong tiếp tuyến S lần lượt tại các điểm 0s, 1s, 2s… 12s. Các đoạn thẳng này cắt các đoạn trên trục V: 0-0v, 0-1v, 0-2v ... tỉ lệ với tốc độ tại các điểm tương ứng của sơ đồ. Chúng tôi phá hủy các điểm để xếp thứ tự của các điểm tương ứng. Ta nối một loạt các điểm thu được 0v, 1v, 2v ... bằng một đường cong trơn, đó là biểu đồ tốc độ. Thang thời gian vẫn giữ nguyên, thang tốc độ:
Biểu đồ gia tốc được xây dựng giống như biểu đồ vận tốc. Thang đo gia tốc
Trong đó Ha \u003d 16mm là khoảng cách cực được chọn cho biểu đồ gia tốc.
Vì tốc độ và gia tốc là đạo hàm thứ nhất và thứ hai của dịch chuyển thời gian, nhưng so với biểu đồ trên, biểu đồ dưới là đường cong vi phân, và so với biểu đồ dưới, biểu đồ trên là đường cong tích phân. Vì vậy biểu đồ vận tốc đối với biểu đồ chuyển dời là vi phân. Khi xây dựng sơ đồ động học để xác minh, hãy sử dụng các tính chất của đạo hàm:
- một đồ thị tăng của chuyển vị (tốc độ) tương ứng với các giá trị dương của đồ thị tốc độ (phương trình), và giảm một - âm;
- điểm cực đại và cực tiểu, nghĩa là các giá trị cực trị của đồ thị chuyển vị (vận tốc) tương ứng với các giá trị không của đồ thị vận tốc (gia tốc);
- điểm uốn của đồ thị độ dịch chuyển (vận tốc) tương ứng với các giá trị cực trị của đồ thị vận tốc (gia tốc);
- điểm uốn trên giản đồ chuyển vị tương ứng với điểm tại đó gia tốc bằng không;
- hoành độ của đầu và cuối chu kỳ của bất kỳ sơ đồ động học nào bằng nhau và các tiếp tuyến vẽ tại các điểm này song song với nhau.
Để vẽ đồ thị chuyển động của thanh trượt B, chọn các trục tọa độ s, t. Trên trục abscissa, ta hoãn lại đoạn l \u003d 120mm, đại diện cho thời gian T của một vòng quay hoàn toàn của tay quay
Họ đã thực hiện một tính toán hình học về các liên kết của cơ cấu tay quay-con trượt, xác định chiều dài của tay quay và thanh trượt, đồng thời thiết lập tỷ lệ của chúng. Cơ cấu tay quay được tính toán ở bốn vị trí và tốc độ của các điểm được xác định bằng cách sử dụng tâm tức thời của tốc độ cho bốn vị trí. Các sơ đồ về chuyển vị, tốc độ và gia tốc đã được xây dựng. Nhận thấy rằng có một số sai sót do xây dựng và làm tròn trong tính toán.
Đại học Kỹ thuật Bang Perm
KHOA "Cơ học vật liệu và kết cấu composite".
DỰ ÁN KHÓA HỌC
TRÊN LÝ THUYẾTCƠ CHẾ VÀ MÁY
Chủ đề:
Nhiệm vụ:
Lựa chọn:
Đã hoàn thành:học sinh nhóm
Đã kiểm tra:giáo sư
Poezzhaeva E.V.
Perm 2005
Phân tích cấu trúc của cơ chế ……………………………………………… 3
Phân tích động học của cơ chế ………………………………………… ..4
Phân tích động học của cơ chế …………………………………….… 9
Tính toán bánh đà …………………………………………………… ............ 12
Hồ sơ cam ………………………………………………… 17
Thiết kế bánh răng ……………………………………… ... 20
Hướng dẫn thực hiện các phép tính cho đồ án môn học trên TMM …… .23
Tài liệu tham khảo ………………………………………………………… ... 24
Phân tích kết cấu 3 cơ cấu trượt tay quay
1. Hãy mô tả sơ đồ khối của cơ chế
OA - tay quay - quay;
AB - thanh nối - chuyển động song song mặt phẳng;
B - thanh trượt - chuyển động tịnh tiến.
2. Hãy tìm mức độ cơ động của cơ cấu theo công thức Chebyshev:
3. Chúng ta hãy phân rã thành các nhóm cấu trúc Assur
4. Hãy viết công thức cấu tạo của cơ chế I \u003d\u003e II 2 2
5. Hãy xác định lớp, thứ tự của toàn bộ cơ chế.
Cơ cấu được nghiên cứu bao gồm cơ cấu của lớp thứ nhất và nhóm cơ cấu của lớp thứ hai của bậc thứ hai (thanh nối và con trượt), do đó, bơm thủy lực OAV là một cơ cấu hạng hai thứ tự thứ hai.
Phân tích động học của cơ chế
Dữ liệu ban đầu: 
OA \u003d m, 
AB \u003d mm
Phân tích động học giải quyết ba vấn đề:
nhiệm vụ của các điều khoản;
vấn đề tốc độ;
vấn đề tăng tốc.
Vấn đề tạm thời
Thiết kế cơ cấu trục quay con trượt, Hãy tìm các vị trí cực hạn của cơ cấu: đầu và cuối hành trình làm việc. Chúng tôi tìm điểm bắt đầu của hành trình làm việc theo công thức:
l - chiều dài của tay quay OA
g - chiều dài thanh nối AB
Chúng tôi tìm điểm kết thúc của hành trình làm việc theo công thức:
Đột quỵ làm việc
S \u003d S "- S" \u003d 2r [m];
Hãy xây dựng một cơ chế để mở rộng quy mô
1
=
AB / OA \u003d [m / mm]
Tìm độ dài AB:
AB \u003d 
AB / 1 \u003d [mm]
Hãy cho thấy sự chuyển động của các điểm trong mười hai vị trí của cơ chế. Để làm điều này, chia hình tròn thành 12 phần bằng nhau (sử dụng phương pháp serif).
Hãy xây dựng đường cong thanh nối. Để làm điều này, hãy tìm trọng tâm của mỗi liên kết và nối chúng bằng một đường trơn.
Sơ đồ vị trí máy được sử dụng để xác định tốc độ và gia tốc tại các vị trí nhất định.
Vấn đề tốc độ
Phân tích động học được thực hiện bằng phương pháp phân tích đồ họa, phản ánh khả năng hiển thị của các thay đổi tốc độ và cung cấp đủ độ chính xác. Tốc độ liên kết hàng đầu:
[mili giây -1]
Hãy viết phương trình vectơ:
V B \u003d V A + V AB; V B \u003d V X + V BX
trong đó V X \u003d 0; V A OA; V AB AB; V BX BX
Giá trị của các vectơ V BA, V B, V S 2 sẽ được xác định bằng cách xây dựng. Hãy chọn quy mô của gói tốc độ
[ms -1 / mm].
Ge pa - đoạn đặc trưng cho giá trị của tốc độ trong hình vẽ \u003d mm. Từ một điểm p tùy ý - cực của biểu đồ tốc độ, chúng ta hoãn véc tơ pa,
vuông góc OA. Vẽ đường thẳng vuông góc với AB qua m. Giao điểm của trục x (được chọn theo phương của m. C) với đường thẳng này sẽ cho m C, nối m C với cực, ta thu được vectơ vận tốc m. C. Xác định giá trị của tốc độ t trong:
[mili giây -1]
Vị trí của điểm trên sơ đồ tốc độ được xác định theo tỷ lệ:
Bằng cách nối điểm S 2 với cực p, ta thu được độ lớn và hướng của tốc độ của điểm S2:
[mili giây -1]
[mili giây -1]
Hãy xác định:
[mili giây -1]
[mili giây -1]
[mili giây -1]
Hãy xác định:
[s -1]
Hướng 2 được xác định bằng cách chuyển vectơ vba của điểm B so với điểm A.
|
Tham số |
Vị trí cơ chế |
|||||||||||
