Gửi công việc tốt của bạn trong cơ sở kiến thức rất đơn giản. Sử dụng mẫu dưới đây
Các sinh viên, nghiên cứu sinh, các nhà khoa học trẻ sử dụng nền tảng kiến thức trong học tập và công việc sẽ rất biết ơn các bạn.
Đăng trên Allbest.ru
Giới thiệu
2.1.1 Đánh dấu cơ chế
2.1.2 Tính tốc độ
2.1.3 Tính 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, bởi vì một cơ chế hiện có đang được khám phá.
Đồ án môn học “Lý thuyết cơ học và máy móc” cung cấp việc tính toán cơ cấu thành ba phần chính:
3. Phân tích động học.
Mỗi phần thực hiện một bộ tính toán cụ thể cần thiết cho nghiên cứu cơ chế này.
Phân tích cấu trúc đưa ra ý tưởng chung về cấu trúc của cơ chế đang nghiên cứu. Phần này không liên quan đến số lượng lớn các phép tính mà chỉ cung cấp thông tin ban đầu về các bộ phận và toàn bộ cơ chế. Thông tin này sẽ cần thiết trong tương lai khi tính toán cơ chế.
Phân tích động học dựa trên kết quả phân tích cấu trúc và liên quan đến việc tính toán các đặc tính động học. Trong phần này, các vị trí của cơ cấu tại các thời điểm khác nhau được vẽ, tốc độ, gia tốc và chuyển động của các điểm và liên kết của cơ cấu được tính toán. Việc tính toán được thực hiện bằng nhiều phương pháp khác nhau, đặc biệt là phương pháp sơ đồ (tức là giải phương trình theo phương pháp vectơ), phương pháp sơ đồ động học, trong đó xây dựng sơ đồ đặc tính động học và nghiên cứu cơ chế sử dụng chúng.
Phân tích động tĩnh hoặc tính toán lực giúp có thể tính toán các lực và phản lực tác dụng lên cơ cấu, không chỉ các lực bên ngoài như trọng lực, mà còn cả các lực có bản chất riêng bên trong. Đây là các lực - phản ứng của các kết nối được hình thành khi loại trừ bất kỳ liên kết nào. Trong tính toán lực, các phương pháp tương tự được sử dụng một phần như trong phân tích động học, nhưng ngoài chúng, phương pháp N.E. cũng được sử dụng. Zhukovsky, cho phép bạn kiểm tra tính đúng đắn của công việc.
Tất cả các phương pháp được sử dụng trong công việc đều đơn giản và khá chính xác, điều này không phải là không quan trọng trong các tính toán kỹ thuật thuộc loại này.
Mục 1. Phân tích cấu trúc của cơ chế
Phân tích cấu trúc cho phép bạn hiểu cấu trúc của cơ chế. Mục tiêu chính cần đạt được trong phần này là:
1) Xác định cấu trúc của cơ chế;
2) Tính toán độ chuyển động của cơ cấu;
3) Xác định loại cơ chế;
Tay quây- cơ chế trượt máy làm việc thể hiện trong hình. 1.1, nó bao gồm: 0 - chân đế; 1 - tay quay; 2 - thanh nối; 3 - thanh trượt.
Tổng số liên kết cơ chế là N=4.
Chúng ta hãy xác định độ linh động của cơ cấu bằng công thức Chebyshev:
W = 3n - 2P 5 - P 4 , (1.1)
trong đó n là số lượng liên kết di chuyển (n = 3), P 5 là số cặp thuộc lớp thứ năm, P 4 là số cặp thuộc lớp thứ tư.
Hãy mô tả sơ đồ khối của cơ chế:
Cơm. 1.2 Sơ đồ khối
Số cặp lớp 5 P 5: (0;1), (1;2), (2;3),
Số cặp lớp 4 P 4 = 0.
Cơ chế di động (1.1):
Hãy viết công thức cấu tạo của cơ chế:
Lớp cơ chế - II.
Mục 2. Phân tích động học của cơ cấu
đòn bẩy động học trượt tay quay
Trong phần này, các bài toán phân tích động học của cơ cấu trục khuỷu của máy làm việc được giải quyết, đó là: xây dựng dấu hiệu của cơ cấu cho 12 vị trí của nó; vị trí khối tâm của các mắt xích được xác định; kế hoạch về tốc độ và gia tốc được thực hiện; xác định các giá trị tốc độ, gia tốc và độ dịch chuyển của liên kết đầu ra; các vị trí cực trị của cơ cấu được xác định; sơ đồ động học được xây dựng.
2.1 Phân tích động học bằng phương pháp kế hoạch
Phân tích động học bằng phương pháp sơ đồ (phương pháp phân tích đồ thị) khá đơn giản, trực quan và có đủ độ chính xác cho các tính toán kỹ thuật. Bản chất của nó là mối quan hệ giữa vận tốc và gia tốc được mô tả bằng các phương trình vectơ được giải bằng đồ thị.
2.2.1 Đánh dấu cơ chế
Việc đánh dấu cơ chế thể hiện cơ chế ở mười hai vị trí tại một số thời điểm nhất định. Việc đánh dấu cơ chế dựa trên dữ liệu ban đầu. Khi xây dựng các điểm đánh dấu, nhiệm vụ chính là duy trì tỷ lệ kích thước của các mắt xích và thiết kế tổng thể của cơ chế.
Để xây dựng các điểm đánh dấu, cần tính toán hệ số tỷ lệ, hệ số này cho phép bạn duy trì tất cả các tỷ lệ và liên kết kích thước thực của cơ chế với 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 (tính 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 tấm trong phần đồ họa mà chúng ta lấy 70 mm
kích thước tay quay thực tế ở đâu
Sử dụng hệ số tỷ lệ thu được, chúng tôi tính toán các kích thước còn lại của các liên kết cơ chế.
Tương tự cho tất cả các kích thước khác. Kết quả tính toán kích thước được thể hiện ở 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 mọi tỷ lệ và cấu trúc cơ bản. Việc đánh dấu cơ chế được xây dựng trên trang đầu tiên của phần đồ họa của dự án khóa học. Trong bộ lễ phục. Hình 2.1.1 thể hiện cơ cấu ở 12 vị trí.
Cơm. 2.1.1 Cơ cấu 12 vị trí
2.1.2 Tính tốc độ
Tính toán tốc độ được thực hiện cho tất cả mười hai vị trí của cơ cấu. Vận tốc tuyến tính và vận tốc góc của tất cả các mắt xích cũng như vận tốc của khối tâm đều được tính toán.
Chúng ta sẽ tính toán tốc độ và xây dựng phương án cho vị trí số 2 của cơ cấu.
Vận tốc góc quay:
Sử dụng giá trị vận tốc góc của tay quay, ta xác định được vận tốc của điểm A:
độ dài của liên kết OA là bao nhiêu?
Viết phương trình vectơ vận tốc của điểm B:
Trong phương trình này, ta biết hướng của các vectơ vận tốc V B, V A, V AB. Tốc độ của điểm B hướng dọc theo thanh dẫn hướng t-t, tốc độ của điểm A hướng vuông góc với tay quay OA và tốc độ của khâu AB hướng vuông góc với khâu này. Biết hướng các vận tốc và giá trị vận tốc 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 cần thiết cho việc xây dựng. Nó được xác định tương tự như hệ số tỷ lệ ở đoạn 2.1.1:
trong đó pa là đoạn mô tả tốc độ của điểm A trên sơ đồ tốc độ (pa được chọn tùy ý).
Sau khi xác định được hệ số tỷ lệ, ta giải phương trình vectơ (2.1) (Hình 2.1.2). Để làm điều này, đánh dấu điểm p v - cực, từ đó vẽ một đoạn p v a, bằng giá trị vận tốc của điểm A và hướng vuông góc với tay quay OA. Từ phần cuối của đoạn đã dựng, chúng ta vẽ một đường tác dụng có tốc độ tương đối, hướng vuông góc với AB; tại giao điểm của vectơ này với hướng dẫn t-t sẽ tìm thấy điểm b. Vector p v b xác định vận tốc của điểm B; nó hướng từ cực p v .
Chúng tôi xác định giá trị bằng số của tốc độ bằng cách đo các đoạn kết quả và nhân chúng với hệ số tỷ lệ:
Chúng tôi tính toán vận tốc góc bằng các công thức:
chiều dài thanh truyền là bao nhiêu (m).
Vị trí của khối tâm trên sơ đồ vận tốc sẽ được xác định bởi tính chất tương tự:
Vận tốc khối tâm của thanh truyền là:
Trong công việc này, việc tính toán tốc độ được thực hiện cho tất cả 12 vị trí. Việc tính toán được thực hiện tương tự như tình huống đang xét. Các vectơ của mọi vận tốc đều bắt nguồn từ 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 của các cơ chế liên kết và các điểm liên kết được trình bày trong Bảng 2.
ban 2
2.1.3 Tính gia tốc
Tính toán gia tốc được thực hiện cho hai vị trí trong hành trình làm việc của cơ cấu trong đó lực cản hữu ích không bằng 0. Gia tốc được xác định tương tự như tốc độ đã được tính toán ở trên (phần 2.1.2).
Đầu tiên, hãy 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; để làm điều này, chúng ta sẽ viết phương trình vectơ gia tốc của điểm B:
trong đó và lần lượt là thành phần pháp tuyến và tiếp tuyến của gia tốc đoạn AB.
Hãy 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 tăng tốc theo hướng của vectơ:
Hướng từ điểm A đến điểm O 1;
Hướng từ điểm B đến điểm A;
Hướng vuông góc với đoạn AB;
Hướng được đưa ra bởi hướng dẫn t - t.
Hãy xác định thành phần pháp tuyến của gia tốc đoạn AB:
Xây dựng kế hoạch tăng tốc:
· chọn cực r a;
· Xây dựng vectơ gia tốc của điểm A;
· Từ điểm cuối của vectơ dựng một tia song song với đoạn AB, và trên tia này vẽ một đoạn bằng: ;
· Qua điểm n vẽ đường thẳng vuông góc với AB, đánh dấu điểm giao nhau của nó với hướng dẫn t-t - điểm b;
· Đoạn p a b - gia tốc của điểm B trong sơ đồ tăng tốc.
Gia tốc của các khối tâm được xác định theo nguyên lý tương tự:
Sơ đồ tăng tốc cho vị trí số 2 được thể hiện trên Hình 2. 2.1.4
Cơm. 2.1.4 Kế hoạch tăng tốc cho vị trí số 2
Chúng tôi tính toán các giá trị số của gia tốc bằng các công thức:
Giá trị thu được của tất cả các gia tốc đối với vị trí cơ cấu số 8 và số 10 được cho trong Bảng 3.
bàn số 3
2.2 Phân tích động học bằng phương pháp sơ đồ
Phương pháp sơ đồ động học cho phép bạn thấy rõ độ dịch chuyển, tốc độ và gia tốc thay đổi như thế nào trong chu kỳ hoạt động của cơ cấu.
Hãy lấy hệ số tỷ lệ bằng nhau.
Để xây dựng sơ đồ, chúng ta cần hệ số tỷ lệ thời gian và hệ số tỷ lệ góc quay. Chúng tôi tính toán các hệ số này bằng cách sử dụng các công thức:
trong đó t c - thời gian chu kỳ, ; L=180 mm.
Sơ đồ chuyển vị được thể hiện trong hình. 2.2.1
Hình 2.2.1. Sơ đồ chuyển động
Chúng tôi chuyển tốc độ của liên kết đầu ra sang biểu đồ tốc độ, có tính đến các hệ số tỷ lệ thu được. Chúng tôi kết nối các giá trị tốc độ thu được bằng một đường và kết quả là chúng tôi có sơ đồ tốc độ của liên kết đầu ra ở mười hai vị trí của cơ cấu (Hình 2.2.2).
Sơ đồ tốc độ được xây dựng trên trang đầu tiên của phần đồ họa.
Cơm. 2.2.2. Biểu đồ tốc độ
Sơ đồ gia tốc được xây dựng bằng phương pháp vi phân đồ họa. Đối với điều này:
· biểu đồ vận tốc được tính gần đúng bằng một đường đứt nét;
· Từ biểu đồ vận tốc, chuyển trục hoành sang biểu đồ gia tốc và tiếp tục vượt ra ngoài gốc tọa độ (bên trái);
· dành đoạn H = 20 mm;
· Trên biểu đồ tốc độ ta xác định điểm 1/ rồi nối điểm đó với điểm O bằng một đường thẳng:
· Từ điểm P vẽ tia song song với dây O1/. Chúng ta được điểm 1 // ;
· đoạn O1 // mô tả gia tốc trung bình trong khoảng thời gian (0;1);
· Để tìm một điểm trong biểu đồ gia tốc, cần khôi phục đường vuông góc từ giữa khoảng thời gian (0;1) và chiếu điểm 1 // lên đường vuông góc này;
· Chúng tôi lặp lại các công trình này trong toàn bộ khoảng thời gian.
Hãy xác định hệ số tỷ lệ của biểu đồ gia tốc:
Cơm. 2.2.3. Sơ đồ gia tốc
Mục 3. Phân tích cơ chế động tĩnh
Mục tiêu của phân tích động tĩnh:
· xác định lực cản hữu ích ở các vị trí được xem xét của cơ cấu;
· xác định các phản ứng theo cặp động học;
· xác định mômen cân bằng bằng phương pháp kế hoạch;
· Xác định mômen cân bằng bằng phương pháp “đòn bẩy cứng” N.E. Zhukovsky
3.1 Tính toán lực lượng theo phương pháp kế hoạch
Tính toán lực bằng phương pháp sơ đồ cho phép xác định các phản lực theo cặp động học và mô men 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
Quy trình xây dựng các dấu hiệu để tính toán lực của cơ cấu không khác với quy trình xây dựng của nó trong phần phân tích động học, do đó không cần giải thích thêm ở đây. Sau khi xây dựng điểm đánh dấu, chúng ta chuyển sang biểu đồ lực, biểu đồ này phải được chuyển từ dữ liệu nguồn sang trang tính. Điều quan trọng là phải xác định. độ lớn của lực cản ở mỗi vị trí đánh dấu và thiết lập sự tương ứng của chúng với các vị trí này. Trên các dấu của cơ cấu có dấu vị trí điểm B của thanh trượt. Hãy hướng trục hoành của đồ thị mong muốn song song với quỹ đạo của điểm B từ vị trí 0 của nó tới vị trí cực trị kia. Chúng ta hãy hướng trục hoành vuông góc với trục này. Trong trường hợp này, chuyển động của điểm B về cơ bản được vẽ dọc theo trục tọa độ và lực cản P được vẽ dọc theo trục hoành theo cách tương tự như trên đồ thị ban đầu.
Trong hệ tọa độ đã chọn, cần vẽ các tỷ lệ dọc theo cả hai trục và sau đó là lưới tọa độ theo cách giống hệt như đã thực hiện trên biểu đồ ban đầu trong bài tập cho dự án khóa học. Sau khi đọc tọa độ của một số điểm đặc trưng của biểu đồ gốc, chúng tôi xây dựng các điểm này trong hệ tọa độ được chuẩn bị sẵn cho việc này, sau đó kết nối các điểm được vẽ một cách tuần tự với nhau, để có được biểu đồ mong muốn.
Bằng cách hạ thấp các đường vuông góc từ các dấu quỹ đạo xuống trục tọa độ của đồ thị, chúng ta thu được hoành độ P ở các vị trí cần thiết để đánh dấu hành trình làm việc của cơ cấu. Lưu ý tỉ lệ dọc trục tọa độ của đồ thị bằng tỉ lệ đánh dấu (Hình 3.1.1 a)
Hãy tìm lực cản:
cho vị trí thứ 2:
R s_ 2 = 1809 N,
Đối với vị trí thứ 4:
Rs_ 4 = 1298 N.
Hình 3.1.1a Xác định lực cản hữu ích
3.1.2 Tính toán lực của nhóm kết cấu
Chúng ta hãy di chuyển liên kết AB khỏi điểm đánh dấu của cơ cấu 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, do đó, có các thành phần pháp tuyến và tiếp tuyến.
Chúng ta tác dụng lực hấp dẫn, quán tính, lực cản hữu ích và phản lực của các kết nối vào các liên kết của nhóm. Trong sơ đồ tải trọng (Hình 3.1.1), chúng ta mô tả các lực bằng các đoạn có kích thước tùy ý nhưng vẫn giữ nguyên hướng của các lực này. Ta truyền lực quán tính ngược chiều với gia tốc của các điểm tương ứng. Lực cản hữu ích hướng theo hướng ngược lại với hướng tốc độ của thanh trượt ở vị trí đã chọn.
Cơm. 3.1.1. Sơ đồ nhóm kết cấu chịu tải vị trí số 2
Hãy xác định lực quán tính của con trượt ở vị trí số 7:
Lực quán tính của khâu AB:
Chúng ta hãy viết tổng mômen tương ứng với con trượt B:
Từ phương trình (3.3) ta biểu diễn:
Hãy viết tổng 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 mà qua đó chúng tôi vẽ một đường thẳng song song với sơ đồ tải trọng và bố trí một đoạn biểu thị nó trên đó. Chúng ta xây dựng tuần tự các vectơ của tất cả các lực theo phương trình (3.5) sao cho các phản lực chưa biết được xây dựng sau cùng. Giao điểm của các đường tác dụng của hai vectơ này sẽ cho nghiệm của phương trình này. Trong bộ lễ phục. 3.1.2 thể hiện sơ đồ lực cho nhóm rơ-moóc ở vị trí số 2 của cơ cấu.
Cơm. 3.1.2. Kế hoạch lực lượng cho nhóm xe kéo
Để xác định giá trị số của các phản lực chưa biết, cần đo các đoạn biểu thị các phản lực này trên sơ đồ lực và nhân chúng với hệ số tỷ lệ.
Các giá trị tính toán và công trình thu được được nhập vào bảng.
3.1.3 Tính công suất của cơ cấu ban đầu
Tính toán lực của tay quay cho phép xác định mô men cân bằng.
Để tính toán, chúng ta di chuyển liên kết ban đầu khỏi điểm đánh dấu, loại bỏ giá đỡ và thay thế bằng phản lực chưa biết R01. Hãy đặt lực hấp dẫn vào tay quay và phản lực ghép (Hình 3.1.3).
Ta xác định mô men cân bằng M ur từ phương trình cân bằng của tay quay dưới dạng mômen tương ứng với điểm O 1.
Từ phương trình (3.6) chúng ta biểu thị mômen M ur và tìm giá trị bằng số của nó:
Để tìm phản lực chưa biết R 01, chúng ta lập phương trình cho tất cả các lực tác dụng lên mắt xích và giải bằng phương pháp kế hoạch:
Cơm. 3.1.4. Sơ đồ lực của cơ cấu ban đầu
Phản ứng R01:
3.2 Tính lực theo phương pháp “đòn bẩy cứng” N.E. Zhukovsky
Nhiệm vụ chính của việc tính lực bằng phương pháp “đòn bẩy cứng” của Zhukovsky là kiểm tra tính đúng đắn của việc xây dựng sơ đồ lực và xác định phản lực theo các cặp động học.
Từ một điểm tùy ý lấy làm cực P, chúng ta xây dựng sơ đồ tăng tốc cho vị trí số 8 và xoay nó 90 0 theo chiều kim đồng hồ so với vị trí bình thường của nó. Phương án tốc độ vị trí số 8 được xây dựng tại khoản 2.1.2. Chúng ta truyền các lực này đến các đầu của vectơ vận tốc của các điểm mà tại đó các lực tác dụng lên cơ cấu tác dụng, bảo toàn hướng chính xác của chúng.
Chúng tôi xác định hướng và giá trị của mômen quán tính tác dụng lên cơ cấu. Vì ab và trên sơ đồ tốc độ trùng với AB trên vạch dấu của cơ cấu nên
Cơm. 3.2.1. "Đòn bẩy cứng"
Chúng ta soạn các phương trình cân bằng của sơ đồ tốc độ như một đòn bẩy cứng có điều kiện dưới dạng mô men của lực so với cực của sơ đồ tốc độ. Cánh tay lực được lấy trực tiếp từ đòn bẩy mà không có bất kỳ sự biến đổi nào:
Chúng tôi xác định:
Momen cân bằng:
Hãy xác định lỗi:
Do đó, lỗi có thể được kết luận là phép tính đã được thực hiện chính xác.
Việc tính lực cho vị trí số 4 được thực hiện tương tự.
Tính toán công suất nhóm kết cấu kéo ở vị trí số 4
Việc tính lực của cơ cấu ở vị trí thứ 10 được thực hiện tương tự. Theo kết quả tính toán, chúng tôi nhận được:
Phần kết luận
Trong dự án khóa học này, các vấn đề về phân tích động học và động học của cơ cấu đã được giải quyết. Trong quá trình thực hiện dự án, các mục tiêu sau đã đạt được:
· một tính toán động học hoàn chỉnh của cơ chế đã được thực hiện;
· xác định các giá trị tốc độ, gia tốc và chuyển động của các mắt xích và điểm của cơ cấu;
· vị trí của hành trình làm việc của cơ cấu đã được tìm thấy;
· xác định được các lực và phản lực tác dụng lên cơ cấu;
Các giá trị thu được trong quá trình tính toán và tính toán đã được xác minh bằng phương pháp Zhukovsky. Sử dụng phương pháp này, sai số được xác định ở vị trí số 2 () và ở vị trí số 4 (), nhỏ hơn mức cho phép, điều này cho thấy cách xây dựng và tính toán đúng.
Thư mục
1. N.N. Fedorov. Thiết kế và động học của cơ cấu phẳng. Hướng dẫn. Omsk, Đại học Kỹ thuật Bang Omsk, 2010.
2. N.N. Fedorov. Động tĩnh học của cơ cấu phẳng và động lực học của máy. Hướng dẫn. Omsk, Đại học Kỹ thuật Bang Omsk, 2009.
3. Artobolevsky I. I. Lý thuyết về cơ chế và máy móc. Sách giáo khoa đại học - M.: Nauka, 1988.
4. Kozhevnikov S.N. Lý thuyết về cơ chế và máy móc. -M.: Nauka, 2012.
Đăng trên Allbest.ru
Tài liệu tương tự
Nghiên cứu động học và động tĩnh của cơ cấu máy làm việc. Tính toán tốc độ bằng phương pháp kế hoạch. Tính toán công suất của nhóm kết cấu và liên kết dẫn bằng phương pháp sơ đồ. Xác định lực cân bằng bằng phương pháp “đòn bẩy cứng” N.E. Zhukovsky.
bài tập khóa học, được thêm vào ngày 04/05/2016
Phân tích kết cấu của cơ cấu tay quay-trượt. Xây dựng các sơ đồ vị trí, vận tốc, gia tốc và sơ đồ động học. Xác định lực quán tính và lực cân bằng. Tính mômen quán tính của bánh đà. Tổng hợp cơ cấu cam.
bài tập khóa học, được thêm vào ngày 23/01/2013
Phân tích cấu trúc của cơ cấu đòn bẩy của máy làm việc, nghiên cứu động học và động lực học của nó. Cơ cấu tay quay-trượt, các khớp chuyển động của nó. Xây dựng sơ đồ cơ cấu, tốc độ và gia tốc. Tính công suất của cơ cấu đòn bẩy.
bài tập khóa học, được thêm vào ngày 27/05/2015
Phân tích cấu trúc của cơ cấu thanh trượt tay quay, xác định thành phần cấu trúc 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 tĩnh.
công việc trong phòng thí nghiệm, thêm vào 13/12/2010
Xác định vị trí, vận tốc và gia tốc của các liên kết và các điểm khác nhau của chúng. Nghiên cứu chuyển động của các mắt xích bằng phương pháp sơ đồ, sơ đồ hoặc tọa độ. Tính toán các lực tác dụng lên các mắt xích bằng phương pháp sơ đồ lực và đòn bẩy Zhukovsky.
bài tập khóa học, được thêm vào ngày 28/09/2011
Phân tích kết cấu và động học của cơ cấu máy rèn và dập bằng phương pháp sơ đồ và sơ đồ. Xác định các lực và phản lực tác dụng lên các mắt xích theo cặp động học. Xác định lực cân bằng bằng phương pháp “đòn bẩy cứng” của N. Zhukovsky.
bài tập khóa học, được thêm vào ngày 01/11/2013
Phân tích kết cấu và động học của cơ cấu tay quay-trượt. Xác định vận tốc và gia tốc tuyến tính và góc. Tính lực phanh lớn nhất trong thiết bị hãm; các thông số động học của bộ truyền động hộp số, truyền bánh răng và trục.
kiểm tra, thêm vào 22/03/2015
Phân tích kết cấu và động học của cơ cấu đòn bẩy của máy ép kéo. Định nghĩa về lớp và sự phân rã của nó thành các nhóm Asura. Xây dựng sơ đồ vị trí các cơ cấu, tốc độ và gia tốc. Xác định lực cân bằng bằng phương pháp đòn bẩy Zhukovsky.
bài tập khóa học, được thêm vào ngày 17/05/2015
Sơ đồ động học của cơ cấu cân bằng tay quay. Vị trí ban đầu của liên kết dẫn đầu. Sơ đồ động học, sơ đồ tốc độ và gia tốc. Xác định mômen cân bằng trên tay quay truyền động, kiểm tra bằng phương pháp đòn bẩy Zhukovsky.
kiểm tra, thêm 27/07/2009
Cơ sở nghiên cứu động học và động tĩnh của cơ cấu tay quay-trượt. Phát triển các bản vẽ sơ đồ tốc độ, gia tốc và mô men thống kê với việc tính toán các giá trị của chúng sau đó. Xây dựng biểu đồ tốc độ của một cặp động học.
Giới thiệu
1. Bình luận văn học
3. Phân tích động học của cơ cấu
4. Phân tích cơ chế động tĩnh
Phần kết luận
Thiết kế và nghiên cứu cơ cấu tay quay-trượt của màn hình
Tập thuyết minh gồm 37 tờ, 4 hình minh họa, 10 bảng, 2 phụ lục, 3 nguồn sử dụng.
Đối tượng của thiết kế khóa học là cơ cấu thanh trượt tay quay. TRONG khóa học Một nghiên cứu về cơ cấu thanh trượt tay quay đã được thực hiện. Các phân tích cấu trúc, động học, động học đã được thực hiện.
Phân tích cấu trúc đã xác định thành phần của cơ cấu thanh trượt tay quay. Trong phân tích động học, vận tốc và gia tốc của các điểm của cơ cấu được xác định bằng phương pháp sơ đồ và sơ đồ động học. TRONG phân tích động tĩnh Việc tính toán lực được thực hiện bằng phương pháp sơ đồ lực và phương pháp Zhukovsky.
Giới thiệu
Mục đích của môn học là củng cố, hệ thống hóa, mở rộng kiến thức lý thuyết, đồng thời phát triển kỹ năng tính toán, đồ họa của học sinh.
Sự phát triển của khoa học công nghệ hiện đại gắn bó chặt chẽ với việc tạo ra các loại máy móc mới. Về vấn đề này, các yêu cầu cho sự phát triển mới ngày càng nghiêm ngặt. Những cái 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.
Một cỗ máy được thiết kế hợp lý phải đáp ứng yêu cầu xã hội - an toàn trong bảo trì và sáng tạo điều kiện tốt nhất cho nhân viên điều hành 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 vấn đề 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 tay quay-trượt.
Lý thuyết về cơ chế và máy móc là 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 tiêu của lý thuyết về cơ chế và máy móc là phân tích và tổng hợp các cơ chế điển hình và hệ thống của chúng.
Các vấn đề của lý thuyết cơ chế và máy móc rất đa dạng, trong đó quan trọng nhất có thể nhóm thành ba phần: phân tích cơ chế, tổng hợp cơ chế và lý thuyết về máy tự động.
Phân tích cơ chế bao gồm nghiên cứu các tính chất động học và động học của cơ chế theo sơ đồ nhất định của nó và tổng hợp cơ chế bao gồm việc thiết kế sơ đồ cơ chế theo các đặc tính nhất định của nó.
Từ tất cả những điều trên, lý thuyết về cơ chế và máy móc, kết hợp với các khóa học về cơ học lý thuyết, bộ phận máy, công nghệ cơ khí, sức bền vật liệu, là môn học giải quyết trực tiếp các vấn đề đã nêu 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 cơ cấu cần xét đến các sơ đồ kết cấu, hệ mét, động học và điều kiện động, đảm bảo rằng cơ chế được thiết kế tái tạo định luật chuyển động đã cho.
Phương pháp hiện đại Các phân tích động học và động học được liên kết với cấu trúc của chúng, tức là phương pháp hình thành.
Phân tích cấu trúc và động học của các cơ chế nhằm mục đích nghiên cứu lý thuyết về cấu trúc của các cơ chế, nghiên cứu chuyển động của các vật thể hình thành nên chúng, từ quan điểm hình học, bất kể các lực gây ra chuyển động của các vật thể này.
Phân tích động của các cơ chế nhằm mục đích nghiên cứu các phương pháp xác định các lực tác dụng lên các vật thể hình thành nên cơ cấu trong quá trình chuyển động của các vật thể này, các lực tác dụng lên chúng và khối lượng mà các vật thể đó sở hữu.
1. Bình luận văn học
Khi nghiên cứu cơ chế, các phương pháp tính toán, thiết kế máy tự động hiện đại, hiệu suất cao được sử dụng. Máy được thiết kế hợp lý phải đáp ứng yêu cầu vận hành an toàn, tạo điều kiện tốt nhất cho người vận hành và yêu cầu vận hành, kinh tế, công nghệ, sản xuất. Những yêu cầu này thể hiện một tập hợp các vấn đề 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 thực hiện phân tích và tổng hợp máy được thiết kế, cũng như phát triển sơ đồ động học của nó, đảm bảo tái tạo định luật chuyển động cần thiết với độ gần đúng đầy đủ.
Để hoàn thành những nhiệm vụ này, trước hết cần nghiên cứu những nguyên lý cơ bản của lý thuyết máy và phương pháp chung phân tích và tổng hợp động học và động học của các cơ chế, cũng như có được kỹ năng áp dụng các phương pháp này vào nghiên cứu và thiết kế sơ đồ động học của cơ chế và máy móc nhiều loại khác nhau.
Máy móc là một thiết bị do con người tạo ra để nghiên cứu và sử dụng các quy luật tự nhiên nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho lao động thể chất và tinh thần, tăng năng suất và tạo điều kiện thuận lợi cho lao động đó thông qua một phần hoặc một phần thay thế hoàn toàn một người trong quá trình lao động và các chức năng sinh lý của mình.
Xét về chức năng thực hiện của máy móc, máy móc có thể được chia thành các nhóm sau:
a) máy năng lượng (động cơ và máy phát điện);
b) máy móc làm việc (máy vận tải và máy công nghệ);
c) máy thông tin (máy toán học và điều khiển);
d) máy điều khiển học.
Với sự phát triển của khoa học công nghệ hiện đại, hệ thống máy móc tự động ngày càng được sử dụng nhiều. Một tập hợp các máy tự động được kết nối với nhau và được thiết kế để thực hiện một công việc cụ thể Quy trình công nghệ, được gọi là đường dây tự động. Máy móc được phát triển và hoàn thiện hiện đại thường là sự kết hợp của nhiều thiết bị, hoạt động của chúng dựa trên các nguyên lý cơ học, vật lý nhiệt, kỹ thuật điện và điện tử.
Cơ chế là một hệ thống các cơ thể được tạo ra một cách nhân tạo, được thiết kế để biến đổi chuyển động của một hoặc nhiều cơ thể thành các chuyển động cần thiết của các cơ thể khác. Dựa trên mục đích chức năng của chúng, các cơ cấu máy thường được chia thành cơ cấu động cơ và cơ cấu chuyển đổi; cơ chế truyền tải; bộ truyền động; cơ chế quản lý, kiểm soát và điều tiết; cơ chế cho ăn, vận chuyển, cho ăn và phân loại các phương tiện và đồ vật đã qua chế biến; cơ chế đếm, cân và đóng gói thành phẩm tự động.
Mặc dù có sự khác biệt về mục đích chức năng của từng loại cơ chế riêng lẻ nhưng cấu trúc, động học và động lực học của chúng có nhiều điểm chung. Vì vậy, khi nghiên cứu các cơ chế với nhiều mục đích chức năng khác nhau, có thể sử dụng các phương pháp tổng quát dựa trên những nguyên lý cơ bản của cơ học hiện đại.
Các loại cơ chế chính:
1) cơ cấu thanh truyền được sử dụng để biến đổi chuyển động hoặc truyền lực trong máy;
2) trong nhiều trường hợp cần thiết kế các cơ cấu bao gồm các liên kết đàn hồi ở dạng lò xo, lò xo, dầm đàn hồi, v.v.;
3) cơ cấu bánh răng được sử dụng để truyền chuyển động quay giữa các trục có trục song song hoặc không song song;
4) Cơ cấu cam được sử dụng để truyền đạt chuyển động định kỳ hoặc có giới hạn theo từng giai đoạn tới khâu dẫn động của cơ cấu theo một quy trình nhất định.
luật mới hoặc được lựa chọn;
5) chúng thực tế được sử dụng như các liên kết linh hoạt truyền chuyển động từ vật thể rắn này sang cơ chế khác hình dạng khác nhau mặt cắt ngang của đai, dây thừng, xích, chỉ, v.v.;
6) cơ chế ma sát - cơ chế trong đó việc truyền chuyển động giữa các vật tiếp xúc được thực hiện do ma sát;
7) cơ chế chuyển động có điểm dừng;
8) cơ cấu nêm và vít được sử dụng trong nhiều loại khác nhauđồ gá hoặc thiết bị kẹp yêu cầu lực lớn ở phía đầu ra với lực tác dụng hạn chế ở phía đầu vào;
9) cơ hội lớn hơn trong việc tái tạo quy luật chuyển động của các liên kết dẫn động so với đòn bẩy, bánh răng hoặc các cơ cấu khác hoàn toàn được cung cấp bởi cái gọi là cơ cấu kết hợp, kết hợp đòn bẩy, bánh răng, cam và các cơ cấu khác theo nhiều cách kết hợp khác nhau;
10) các cơ chế có cấu trúc thay đổi được sử dụng nếu cần thiết: để bảo vệ các liên kết của các cơ chế khỏi tình trạng quá tải do tai nạn; thực hiện các chuyển động cần thiết của các liên kết được dẫn động tùy thuộc vào sự hiện diện hay vắng mặt của tải trọng; thay đổi tốc độ hoặc hướng chuyển động của liên kết dẫn động của cơ cấu mà không làm dừng động cơ và trong nhiều trường hợp khác;
11) các cơ chế có 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, nguồn phun chất lỏng làm việc, thiết bị điều khiển và điều chỉnh;
13) Cơ cấu khí nén là cơ cấu piston hoặc quay trong đó chuyển động được thực hiện nhờ năng lượng khí nén, I E. khí trong các cơ chế này được sử dụng làm chất mang năng lượng;
Giai đoạn quan trọng nhất trong thiết kế máy là phát triển các sơ đồ cấu trúc và động học của máy, phần lớn quyết định việc thiết kế các bộ phận và bộ phận riêng lẻ, cũng như hiệu suấtô tô .
Trong khóa học này, cơ cấu thanh trượt tay quay sẽ được xem xét.
Cơ cấu thanh trượt tay quay là một trong những cơ cấu phổ biến nhất. Nó là cơ cấu chính trong tất cả các piston (động cơ) đốt trong, máy nén, máy bơm, máy giãn nở khí), máy nông nghiệp (máy cắt cỏ, máy gặt, máy liên hợp) và máy rèn, máy ép.
Trong mỗi phương án chức năng, thiết kế phải tính đến các yêu cầu cụ thể đối với cơ chế. Tuy nhiên, các phụ thuộc toán học mô tả cấu trúc, hình học, động học và động lực học của cơ cấu sẽ gần như giống nhau đối với tất cả các ứng dụng khác nhau. Sự khác biệt chính giữa TMM và Nội quy học tập, nghiên cứu phương pháp thiết kế máy móc đặc biệt là TMM tập trung vào nghiên cứu các phương pháp tổng hợp và phân tích chung cho một loại cơ chế nhất định, độc lập với mục đích chức năng cụ thể của nó.
Cơ cấu thanh trượt tay quay là cơ cấu thanh trượt tay quay có thanh nối dài vô hạn, được biến đổi về mặt cấu trúc thành một thanh trượt đá. Thanh dẫn hướng của nó, thanh trượt, được tích hợp với thanh trượt, tạo nên chuyển động hài hòa. Do đó chuyển động của con trượt tỉ lệ với cosin của góc quay tay quay. Cơ cấu này còn gọi là cơ cấu hình sin, được sử dụng trong các máy bơm và máy nén piston nhỏ, các thiết bị thực hiện chuyển động điều hòa của con trượt hoặc xác định các giá trị tỉ lệ với sin hoặc cosin của góc quay tay quay, v.v.
Tùy theo mục đích và điều kiện vận hành, các cơ cấu có cặp số cao hơn có thể chia thành nhiều loại, trong đó các loại chính là cam, bánh răng, ma sát, Maltese và bánh cóc.
Cơ cấu cam là một cơ cấu, cặp cơ cấu cao nhất được hình thành bởi các liên kết gọi là cam và bộ đẩy. Chúng khác nhau về hình dạng các phần tử của chúng. Hình dạng của phần tử đẩy có thể được lấy tùy ý và hình dạng của phần tử cam được chọn sao cho đối với phần tử đẩy đã cho, quy luật chuyển động cần thiết của khâu dẫn động được đảm bảo. Cơ cấu cam đơn giản nhất là cơ cấu ba liên kết, bao gồm cam, bộ đẩy và thanh chống; liên kết chính của nó thường là một cam.
Cơ cấu bánh răng, tức là một cơ cấu, cặp cao nhất được tạo thành bởi các liên kết bánh răng, có thể được coi là trường hợp đặc biệt của cơ cấu cam, vì liên kết bánh răng giống như một trục cam nhiều. Cơ cấu bánh răng chủ yếu dùng để truyền chuyển động quay giữa hai trục bất kỳ với sự thay đổi vận tốc góc của trục bị dẫn động.
Cơ cấu ma sát là cơ chế trong đó việc truyền chuyển động quay giữa các liên kết tạo thành cặp cao hơn được thực hiện do ma sát giữa chúng. Một cơ cấu ma sát đơn giản bao gồm ba liên kết - hai hình trụ tròn quay và một giá đỡ.
Cơ cấu ma sát thường được sử dụng trong các hộp số biến thiên liên tục. Ở 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 mà còn cả hướng quay.
Cơ cấu tiếng Malta chuyển đổi chuyển động quay liên tục của thanh dẫn - tay quay có đèn lồng - thành chuyển động quay không liên tục của thanh dẫn động - “chữ thập”.
Một cơ cấu bánh cóc với một chốt dẫn động dùng để chuyển chuyển động quay tịnh tiến thành chuyển động quay không liên tục theo một hướng. Tay cò lái dẫn động có cóc quay bánh cóc dần dần. Cái chốt ngăn không cho bánh xe quay mặt trái. Cặp trên cùng ở đây được hình thành bởi cóc và bánh cóc.
Cơ cấu tiếng Malta và bánh cóc được sử dụng rộng rãi trong máy công cụ và dụng cụ.
2. Phân tích cấu trúc của cơ chế
Cơ cấu rung (Hình 1) gồm 5 khâu: 1 – tay quay OA, tạo nên chuyển động quay; 2 – thanh trượt A, thực hiện chuyển động tịnh tiến dọc theo cầu trượt; 3 – Tay cò mổ ABC, thực hiện chuyển động lắc quanh bản lề B; 4 – thanh truyền CD; 5 – thanh trượt D thực hiện chuyển động tịnh tiến; cũng như bảy cặp động học.
Hình 1 – Sơ đồ cơ cấu đòn bẩy
Xác định mức độ chuyển động của cơ cấu
Mức độ linh động của cơ chế được xác định theo công thức Chebyshev:
W = 3n – 2P 5 – P 4 , (2.1)
Trong đó n là số mắt xích chuyển động của cơ cấu, n =5;
P 5 là số cặp động học loại V, P 5 = 7;
P 4 – số cặp động học loại IV, P 4 = 0.
Thay các giá trị bằng số vào, ta được:
W = 3·5 – 2·7 – 0 = 1.
Do đó, mức độ di động của cơ cấu, biểu thị số lượng mắt xích dẫn đầu trong cơ cấu đang nghiên cứu, bằng 1. Điều này có nghĩa là một mắt xích dẫn động là đủ cho hoạt động của cơ cấu.
Phân chia cơ chế thành các nhóm cấu trúc
Theo phân loại của I. I. Artobolevsky, chúng tôi sẽ chia cơ chế đang nghiên cứu thành các nhóm cấu trúc. Cơ cấu sàng (Hình 1) bao gồm một mắt xích dẫn đầu loại 1 và hai nhóm cấu trúc cấp II bậc 2.
Cả hai nhóm cấu trúc đều thuộc loại thứ ba: loại thứ nhất (liên kết 2 và 3) và loại thứ hai (liên kết 4 và 5). Các nhóm cấu trúc gồm có 2 liên kết và 3 cặp động học. Công thức cấu tạo của cơ chế là:
3. Phân tích động học của bộ truyền bánh răng
Truyền động của cơ cấu đòn bẩy của màn hình, bao gồm hộp số hành tinh và hộp số bánh răng, được thể hiện trên Hình 2. Hộp số hành tinh, bao gồm một bộ phận mang và bốn bánh xe có bánh răng bên ngoài, có tỉ số truyền i H3 = 10. Các bánh răng lắp sau hộp số hành tinh có số răng như sau: z 4 = 12, z 5 = 28.
Hình 2 – Dẫn động cơ cấu đòn bẩy
Tỉ số truyền bánh răng 4 và 5 được xác định theo công thức
Tỷ số truyền tổng của toàn bộ bộ truyền động được xác định theo công thức
Sau đây là một số thông số của bộ truyền bánh răng và hộp số hành tinh: m I = 3,5 mm; m II = 2,5 mm; khoảng cách giữa các bánh răng – a w = 72 mm; vận tốc góc trục truyền động(trục động cơ) – ω d = 150,00 rad/s. Hãy xác định vận tốc góc của khâu dẫn động của cơ cấu chắn – ω 1 theo công thức:
ω 1 = ω d / i 15 , (3.3)
ω 1 = 150 / 23,33 = 6,43 rad/s.
4. Phân tích động học của cơ cấu đòn bẩy
Mục đích của phân tích động học là xác định tốc độ và gia tốc của các điểm đặc trưng của cơ cấu đòn bẩy-trượt của màn chắn.
Xây dựng kế hoạch các vị trí cơ chế
Các tham số của cơ chế đang nghiên cứu (Hình 1) được đưa ra trong Bảng 1.
Bảng 1 - Thông số cơ chế
| ω 1 , rad/s |
||||||
Quy mô phương án cơ chế được xác định theo công thức
l OA - chiều dài thực của tay quay OA, m;
OA – chiều dài tay quay OA trên bản vẽ, mm.
Thay thế dữ liệu, chúng tôi nhận được
tôi = 
Trình tự xây dựng kế hoạch thực hiện cơ chế này:
– đánh dấu trên hình vẽ vị trí các tâm quay của tay quay T.O và cơ cấu lắc T.C;
– ta phác thảo quỹ đạo chuyển động của các điểm A và O của các bộ phận này;
– chia quỹ đạo của tay quay OA thành 12 phần bằng nhau;
– từ các điểm thu được A 0, A 1, A 2, ..., A 12 vẽ các đường thẳng tới t.B;
– từ điểm B kẻ đường vuông góc, lấy góc ABC bằng 90◦;
– ta xác định được vị trí điểm C tại các vị trí nhất định của tay quay OA;
– Vẽ đoạn CD theo tỷ lệ sao cho điểm D nằm trên đường thẳng OVD;
– dùng phương pháp khía khía ta xác định được vị trí của điểm D tại các vị trí nhất định của tay quay OA;
– theo chiều kim đồng hồ ta đặt tay quay OA vào vị trí mới và lặp lại quá trình thi công;
– chúng ta chỉ ra trong hình vẽ quỹ đạo của các điểm cực trị của các khâu và vị trí khối tâm của các khâu.
Xây dựng sơ đồ chuyển động của liên kết làm việc
Để xây dựng sơ đồ động học, 12 vị trí chuyển động của cơ cấu (dọc theo tay quay OA) được xét bằng phương pháp vi phân đồ thị.
Hãy xem xét chuyển động của liên kết đầu ra. Hãy lấy vị trí số 0 làm điểm bắt đầu (nó cũng là điểm cuối cùng). Chúng ta chia trục abscissa thành 12 phần bằng nhau. Trên trục tọa độ, chúng ta vẽ các khoảng cách mà điểm D đi được theo một đường thẳng (trên liên kết 5) từ vị trí ngoài cùng bên trái đến vị trí ngoài cùng bên phải tương ứng với một thời điểm nhất định. Sử dụng các điểm thu được, chúng tôi xây dựng sơ đồ dịch chuyển φ = φ(t) của liên kết đầu ra.
Chúng tôi xác định quy mô dịch chuyển từ góc quay và theo thời gian:
trong đó l là khoảng cách trong bản vẽ lượt đầy đủ tay quay OA, mm;
n - số vòng trong một phút quay của tay quay OA, vòng/phút, xác định theo công thức
Lấy chiều dài toàn bộ vòng quay trong bản vẽ là 180 mm, ta xác định được tỷ lệ
Hãy lấy quy mô chuyển động nhỏ hơn một chút
ms = 
Đồ họa phân biệt biểu đồ tốc độ và gia tốc của liên kết đầu ra. Sau khi chọn khoảng cách cực tùy ý H v = (40...60 mm) = 50 mm, ta tính tỷ lệ của biểu đồ vận tốc m V
(4.5)
Chúng ta thay thế đường cong dịch chuyển bằng một tập hợp dây cung, chọn khoảng cách cực và xây dựng hệ tọa độ. Để làm được điều này, trên đồ thị vận tốc, song song với dây cung, ta dựng các đường thẳng đi qua cực. Từ giao điểm của đường thẳng với trục S vẽ đường thẳng song song với trục t đến vị trí mong muốn. Chúng tôi kết nối các điểm kết quả theo chuỗi, tạo ra biểu đồ tốc độ của liên kết đầu ra. Tương tự như đồ thị vận tốc, chọn giá trị tùy ý khoảng cách cực H A bằng 40 mm, ta tính tỉ lệ của đồ thị gia tốc m A
(4.6)
Việc xây dựng biểu đồ gia tốc cũng tương tự như việc xây dựng biểu đồ vận tốc.
Xây dựng kế hoạch tốc độ cho ba vị trí
Để dựng, bạn cần biết vận tốc của điểm A trong chuyển động quay của khâu OA. Hãy xác định nó từ công thức:
V A 1 = 
Để xây dựng kế hoạch tốc độ, chúng ta sẽ chọn các vị trí của cơ cấu: thứ nhất, thứ bảy và thứ mười. Đối với tất cả các vị trí, việc xây dựng là tương tự nhau, vì vậy chúng tôi sẽ mô tả thuật toán xây dựng. Hãy xác định các điểm đặc trưng cho công trình: điểm quy chiếu - A1, B6, D6, C3; và cơ bản – A3, D4. Hãy tạo phương trình vectơ cho vận tốc của các điểm này:
(4.8)
(4.9)
Chúng tôi đang xây dựng một kế hoạch tốc độ. Tay quay OA di chuyển với tốc độ không đổi. Từ cực – P của sơ đồ tốc độ theo hướng quay của tay quay vuông góc với OA, ta vẽ vectơ vận tốc (Pa 1), với điều kiện lấy chiều dài của nó là 80 mm. Sau đó, chúng tôi xác định quy mô của kế hoạch tốc độ:
m V = 
Theo hệ phương trình (4.8), ta xây dựng các cách dựng tương ứng. Để làm điều này, qua điểm a 1 chúng ta vẽ một đường thẳng song song với BA và từ cực P chúng ta vẽ một đường thẳng vuông góc với AB, vì tốc độ của B6 bằng 0. Như vậy ta thu được điểm a 3. Vì điểm C thuộc liên kết ABC nên nó có thể được tìm thấy trên sơ đồ tốc độ bằng cách sử dụng định lý tương tự. Chúng ta xác định vị trí của nó bằng tỉ số độ dài của đòn bẩy ABC và tỉ số độ dài của các vận tốc a 3 trên 6 c 3. Sau đó, chúng tôi sử dụng hệ phương trình vectơ (4.9). Sau khi tìm được điểm bằng 3, chúng ta đặt một đường vuông góc từ điểm đó tới thanh kết nối SD. Từ cực ta kẻ một đường thẳng song song với đường thẳng VD; vì tốc độ của điểm b 6 bằng 0 nên chúng ta thu được điểm d 4. Chúng ta xác định vị trí của vectơ vận tốc của các khối tâm từ định lý tương tự. Vì khối tâm của đường OA nằm ở điểm O nên trên sơ đồ tốc độ nó sẽ ở điểm P. Vị trí của tâm S 4 trên sơ đồ tốc độ sẽ được xác định trên đường có 3 d 4, trong giữa phân khúc. Trên đoạn b 6 a 3 ta tìm được từ tỉ lệ (4.11) vị trí của điểm S 3:
Đối với cả ba vị trí, chúng tôi sẽ tính toán tốc độ từ việc xây dựng đồ họa, có tính đến việc chuyển đổi chúng sang kích thước tự nhiên, đo chiều dài của vectơ tương ứng với tốc độ và nhân chúng với tỷ lệ của sơ đồ tốc độ:
Bảng 2 - Giá trị tốc độ thực tế của các điểm đặc trưng của cơ cấu đòn bẩy ở ba vị trí
| Vị trí cơ chế |
Tốc độ tại điểm |
Chiều dài vectơ từ kế hoạch (рn), mm |
||
Xây dựng phương án tăng tốc cho 3 vị trí
Hãy tạo hệ phương trình vectơ gia tốc của cơ cấu đòn bẩy bằng cách tương tự với phương trình vectơ vận tốc:
(4.13)
(4.14)
Hãy xác định gia tốc chuẩn của điểm A của khâu OA. Vì liên kết quay với tốc độ không đổi nên không có gia tốc tiếp tuyến. Sau đó chúng tôi có:
Chúng ta hãy trình bày một thuật toán xây dựng sơ đồ gia tốc tương tự bằng cách sử dụng ví dụ về vị trí đầu tiên. Các công trình còn lại thực hiện tương tự.
Chúng ta bắt đầu xây dựng sơ đồ bằng cách xây dựng gia tốc của điểm A. Chúng ta hãy vẽ đồ thị trên thang đo từ cực P, với hướng của vectơ từ A đến O. Chúng ta hãy xác định thang gia tốc bằng cách lấy tùy ý độ dài gia tốc a 1 = 80 mm trên hình vẽ:
tôi = 
Hãy xác định vận tốc góc của các liên kết ABC và SD. Chúng tôi tìm thấy giá trị của chúng bằng công thức (4.17) và được hướng song song với các liên kết tương ứng tính từ điểm cơ sở.
(4.17)
Chúng tôi tìm thấy vận tốc góc cho mỗi liên kết từ kế hoạch tốc độ. Chúng ta hãy tóm tắt các giá trị thu được trong Bảng 3.
Bảng 3 - Vận tốc góc của các mắt xích và gia tốc pháp tuyến
| Chức vụ |
Tốc độ |
Giá trị, m/s |
Bình thường sự tăng tốc |
Nghĩa, |
Giá trị tỷ lệ, mm |
Việc xây dựng được thực hiện bằng cách sử dụng hệ phương trình vectơ. Gia tốc tiếp tuyến được hướng vuông góc với các liên kết. Khi tính đến tất cả những điều này, chúng tôi sẽ xây dựng sơ đồ tăng tốc cho các vị trí cơ cấu: 1, 7, 10. Điểm 3 được xác định tương tự với sơ đồ tốc độ. Chúng tôi tìm gia tốc Coriolis bằng công thức:
(4.18)
(4.19)
Chúng tôi tóm tắt các giá trị thu được trong Bảng 4. Nó được trình bày theo hướng quay 90° so với vectơ vận tốc. Tốc độ tương đối có hướng song song với chuyển động, sắp xếp các vectơ theo thứ tự. Tìm điểm a 3 và d 4.
Bảng 4 - Tính gia tốc Coriolis
Chúng tôi tóm tắt kết quả của tất cả các tính toán bằng phương pháp đồ thị và vi phân trong Bảng 5.
Bảng 5 – Bảng hội tụ
Chúng tôi tìm thấy sự khác biệt về giá trị tốc độ và gia tốc bằng cách sử dụng các công thức:
(4.20)
(4.21)
giá trị gia tốc so với phương án ở đâu, m/s 2 ;
– giá trị gia tốc theo sơ đồ, m/s 2 ;
V D4 – giá trị tốc độ so với phương án, m/s;
V pp D4 – giá trị tốc độ từ sơ đồ, m/s.
5. Phân tích cơ chế động tĩnh
Mục đích của phân tích động tĩnh là tìm các lực quán tính và xác định các phản lực theo cặp động học.
Từ trang bản vẽ đầu tiên, chúng ta sẽ chuyển sơ đồ 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 số của các liên kết cơ chế
Trọng số của các liên kết được xác định theo công thức
G i = m i ∙ g, (5.1)
trong đó g là gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s 2 .
Chúng tôi tóm tắt các giá trị thu được trong Bảng 6.
Bảng 6 - Trọng lượng và khối lượng của các mắt xích
| Tham số |
|||||
| Trọng lượng, kg |
|||||
Xác định mô men quán tính và lực quán tính của các khâu
Hãy tìm lực quán tính của từng mắt xích riêng biệt.
Lực FI có hướng ngược chiều với gia tốc toàn phần của điểm S và có thể xác định theo công thức
m là khối lượng của khâu, kg;
và S là gia tốc khối tâm của dây, m/s 2 .
Thay các giá trị bằng số vào, ta được Ф 1 = Ф 2 = 0,
Momen quán tính M I của cặp lực quán tính có hướng ngược chiều với gia tốc góc e của dây và có thể xác định theo công thức
trong đó là mômen quán tính của khâu đối với trục đi qua khối tâm S và vuông góc với mặt phẳng chuyển động của khâu, kg ∙ m 2,
Hãy xác định gia tốc góc bằng công thức
Thay thế các giá trị số vào các công thức (5.3-5.4), chúng ta thu được các giá trị mà chúng ta sẽ nhập vào Bảng 6.
Bảng 6 – Mô men quán tính và lực quán tính của các khâu
| Số lượng |
|||||
Xác định điểm tác dụng lực
Chúng ta hãy xem xét các nhóm asura riêng biệt để tìm phản ứng. Chúng tôi sẽ tính toán từ sau. Đối với các cặp quay, phản lực được chia thành hai loại – song song và vuông góc. Hãy hướng lực cản hữu ích chống lại lực quán tính.
Xác định các phản ứng theo cặp động học
Chúng ta bắt đầu tính toán với nhóm cấu trúc cuối cùng. Chúng tôi vẽ một nhóm liên kết 4 và 5 và truyền tất cả các tải trọng và phản lực bên ngoài vào nhóm này. Chúng tôi coi nhóm này ở trạng thái cân bằng và xây dựng phương trình cân bằng
Giá trị được phân tách thành hai thành phần: bình thường và tiếp tuyến.
(5.6)
Giá trị được tìm thấy từ điều kiện cân bằng so với điểm D của liên kết thứ tư.
trong đó , h 1 , là cánh tay của các lực lên điểm D, xác định từ hình vẽ m.
(5.8)
Chúng ta xây dựng sơ đồ lực lượng, từ đó xác định số lượng, . Chúng ta thu được các giá trị sau, có tính đến thang lực m F = 10 N/mm:
Xét rằng con trượt cũng có thể được xem xét một cách riêng biệt, chúng ta thu được rằng lực tác dụng vào v.v., vì khoảng cách b = 0. Chúng tôi xác định hướng đi.
Tương tự, chúng tôi xây dựng phương trình cân bằng cho nhóm Asura thứ hai.
Chúng ta không tìm phản lực của con trượt 2 với tay cò mổ, bởi vì nó không quan trọng lắm
Chúng tôi xây dựng một đa giác lực, từ đó chúng tôi xác định các phản ứng chưa biết. Chúng tôi thu được các giá trị sau có tính đến quy mô của lực:
Định nghĩa lực cân bằng
Chúng tôi vẽ liên kết dẫn đầu và áp dụng các tải trọng hiệu quả. Để hệ ở trạng thái cân bằng, người 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 ta xoay sơ đồ tốc độ của cơ cấu một góc 90° và tác dụng lực tác dụng và lực quán tính lên nó. Sau đó, chúng ta xây dựng một phương trình cân bằng, coi phương án vận tốc là một vật rắn, so với cực.
Thay các giá trị số ta được
Chúng tôi xác định sai số khi tính toán lực cân bằng bằng phương pháp sơ đồ lực và phương pháp Zhukovsky bằng công thức
(5.11)
Thay các giá trị bằng số vào, ta được
Phần kết luận
Trong khóa học này, việc phân tích cơ cấu thanh trượt tay quay đã được thực hiện.
Trong quá trình xem xét tài liệu, chúng tôi đã làm quen với nguyên tắc hoạt động của các cơ chế khác nhau. Theo kết quả phân tích, các loại nghiên cứu sau đã được thực hiện: tổng hợp cấu trúc, động học, động tĩnh và bánh răng.
Trong quá trình phân tích cấu trúc, xác định cấu trúc và mức độ di động của cơ chế.
Trong phân tích động học, vận tốc và gia tốc được xác định bằng hai phương pháp: phương pháp sơ đồ và phương pháp vi phân đồ họa. Vận tốc và gia tốc của điểm D ở vị trí đầu tiên lần lượt bằng 0,28 m/s, 0,27 m/s và 5,89 m/s2, 5,9 m/s2, sai số lần lượt là 2,1% và 1,2%. Đối với vị trí thứ bảy, vận tốc 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 lần lượt là 0% và 2,3%. Đối với vị trí thứ mười, vận tốc 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 lần lượt là 2,3% và 2,6%. Có thể lập luận rằng các tính toán đã được thực hiện chính xác, bởi vì sai số đối với tốc độ không vượt quá 5% và đối với gia tốc nhỏ hơn 10%.
Trong phân tích động tĩnh, việc tính toán lực được thực hiện bằng hai phương pháp. Phương pháp hoạch định lực lượng và phương pháp Zhukovsky đã được sử dụng. Theo phương pháp kế hoạch lực lượng, F UR hóa ra bằng 910 N, và theo phương pháp Zhukovsky - 906 N, sai số là 2,3%, không vượt quá tiêu chuẩn cho phép. Có thể kết luận rằng phương pháp bố trí lực lượng tốn nhiều công sức hơn so với phương pháp Zhukovsky.
Danh sách các nguồn được sử dụng
1 Artobolevsky I.I. Lý thuyết về cơ chế và máy móc: Sách giáo khoa - tái bản lần thứ 4, bổ sung. Đã sửa đổi - M.: Nauka, 1988. - 640 tr.
2 Korenyako A.S. Thiết kế khóa học về lý thuyết cơ chế và máy móc: - tái bản lần thứ 5, sửa đổi - Kyiv: Trường Vishcha, 1970. - 332 tr.
3 Kozhevnikov S.N. Lý thuyết về cơ chế và máy móc: Sách giáo khoa - tái bản lần thứ 4 - M.: Cơ khí, 1973. - 592 tr.
4 Marchenko S.I. Lý thuyết cơ cấu và máy móc: Bài giảng. - Rostov-on-Don: Phoenix, 2003. – 256 tr.
5 Kulbachny O.I.. Lý thuyết về cơ chế và thiết kế máy: Sách giáo khoa.-M.: Higher School, 1970.-228
1. Phân tích kết cấu cơ chế
Một cơ cấu tay quay trượt được trình bày.
Chúng tôi xác định số bậc của cơ chế đang nghiên cứu bằng công thức Chebyshev:
(1)
Ở đâu N - số lượng mắt xích chuyển động trong chuỗi động học đang được nghiên cứu; trang 4 Và p5– lần lượt là số cặp lớp bốn và lớp 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 khối của cơ chế bao gồm bốn liên kết:
1 – tay quay,
2 – thanh nối AB,
3 – thanh trượt B,
0 – đứng,
trong trường hợp này, liên kết 1 – 3 là liên kết di động và giá 0 là liên kết cố định. Nó được trình bày trong thành phần sơ đồ khối hai giá đỡ cố định có khớp nối và một thanh dẫn hướng 3.
Kể từ đây, n=3.
Để xác định các giá trị hệ số trang 4 Và p5 Hãy tìm tất cả các cặp động học thuộc chuỗi động học đang xét. Kết quả nghiên cứu được ghi lại trong Bảng 1.
Bảng 1 – Các cặp động học
| № | Cặp động học (KP) | Đề án điện ảnh - cặp đôi tic |
Lớp điện ảnh- cặp đôi tic |
Mức độ chuyển 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, có thể thấy rằng nghiên cứu cơ chế động cơ đốt trong với hành trình piston tăng lên, nó bao gồm bảy cặp loại thứ năm và tạo thành một chuỗi động học khép kín. Kể từ đây, p 5 = 4, MỘT p 4 = 0.
Thay thế các giá trị tìm thấy của các hệ số n, p 5 Và trang 4 vào biểu thức (1), ta được:
Để xác định thành phần cấu trúc của cơ chế, chúng tôi chia sơ đồ đang xem xét thành các nhóm cấu trúc Assur.
Nhóm liên kết đầu tiên là 0-3-2 (Hình 2).
Hình 2 – Nhóm cấu trúc Assur
Nhóm này bao gồm hai phần chuyển động:
thanh nối 2 và thanh trượt 3;
hai dây xích:
và ba cặp động học:
1-2 – cặp luân phiên hạng năm;
2-3 – cặp luân phiên hạng năm;
3-0 – cặp lũy tiến của hạng năm;
thì n=2; p 5 =3, a p 4 = 0.
Thay các giá trị hệ số đã xác định vào biểu thức (1),
Do đó, nhóm liên kết 4-5 là nhóm cấu trúc của loài Assur 2 lớp 2 bậc 2.
Nhóm liên kết thứ hai là 0-1 (Hình 3).
Hình 3 – Cơ chế chính
Nhóm liên kết này bao gồm một liên kết chuyển động - tay quay 1, thanh răng 0 và một cặp động học:
0 – 1 – cặp luân phiên hạng năm;
thì n=1; p 5 =1, a p 4 = 0.
Thay các giá trị tìm được vào biểu thức (1), ta thu được:
Vì vậy, nhóm liên kết 1 – 2 thực sự là cơ chế chính có tính di động 1.
Công thức cấu tạo của cơ chế
CƠ CHẾ=PM(W=1) + SGA(Hạng 2, bậc 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 chiều dài μ ℓ. Để tìm μ ℓ, cần lấy kích thước tự nhiên của hệ điều hành tay quay và chia cho kích thước của một đoạn có độ dài tùy ý │OC│:
Sau đó, bằng cách sử dụng hệ số tỷ lệ chiều dài, chúng tôi chuyển đổi tất cả các kích thước tự nhiên của các liên kết thành các phân 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 rút trụ 0 trên đó gắn tay quay. Sau đó chúng ta kẻ một đường thẳng nằm ngang XX đi qua tâm hình tròn đã vẽ để làm chân đế. Sau đó, cần phải tìm tâm của thanh trượt 3. Tiếp theo, từ tâm của cùng một vòng tròn, chúng ta vẽ hai cái khác có bán kính
Và . Sau đó từ đó vẽ một đoạn có độ dài vuông góc với đường ngang XX. Các điểm giao nhau của đoạn này với các đường tròn đã dựng sẽ lần lượt là 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 thẳng XX sẽ là điểm B. Chúng ta vẽ một đường dẫn cho thanh trượt sẽ trùng với đường thẳng XX. Chúng tôi xây dựng thanh trượt và tất cả các chi tiết cần thiết khác của bản vẽ. Chúng tôi đánh dấu tất cả các điểm. Việc tổng hợp sơ đồ động học đã hoàn thành.
3. Phân tích động học của cơ cấu phẳng
Hãy bắt đầu xây dựng kế hoạch tốc độ cho vị trí của cơ chế. Để đơn giản hóa việc tính toán, bạn nên tính toán tốc độ và hướng cho tất cả các điểm thuộc vị trí của cơ cấu, sau đó xây dựng kế hoạch tốc độ.
Hình 4 – Một trong các vị trí cơ chế
Phân tích sơ đồ cơ cấu tay quay - con trượt: điểm O và O 1 là những điểm cố định nên mô đun tốc độ của các điểm này bằng 0 (
).Vectơ vận tốc của điểm A là tổng hình học của vectơ vận tốc của điểm O và tốc độ 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 khâu OA; - Độ dài hệ điều hành. Vận tốc góc
Cho trước (Hình 2.10): j 1, w 1 =const, tôi BD tôi DC, tôi AB, tôi BC, m tôi [Ừm ] .
Tốc độ V B= w 1 l A Bđiểm B vuông góc với dây AB theo chiều quay của nó.
Để xác định tốc độ của điểm C, chúng ta tạo phương trình vectơ:
C = B+ ĐB
Đã biết hướng vận tốc tuyệt đối của điểm C - song song với đường thẳng x-x. Biết vận tốc của điểm B và vận tốc tương đối V C B có phương vuông góc với đoạn BC.
Chúng ta xây dựng kế hoạch tốc độ (Hình 2.11) theo phương trình đã viết ở trên. Trong trường hợp này mn =V B/Rv[m/s mm ].
Gia tốc tuyệt đối của điểm B bằng gia tốc pháp tuyến a p VA(kể từ w 1 = hằng, e 1 = 0 và MỘT t V = 0) a B = a p BA = w 2× tôi VA[m/s2]
và được dẫn dọc theo đường AB từ điểm B tới điểm A.
Hệ số tỷ lệ kế hoạch tăng tốc m a = a B / P V.[m/s mm], trong đó p V.- một đoạn có độ dài tùy ý mô tả gia tốc trên mặt phẳng một B.
Gia tốc của điểm C:
(1 chiều),
Ở đâu a p SV = V 2 SV / l SV[m/s2]
Một đoạn mô tả khả năng tăng tốc này trong kế hoạch tăng tốc:
p SV = a p SV / tôi MỘT[mm]
Chúng ta chọn cực p của phương án tăng tốc. Từ cực ta vẽ một đường dọc theo hướng của gia tốc một B(//AB) và đặt đoạn đã chọn p sang một bên V., mô tả gia tốc này trên mặt phẳng (Hình 2.12). Từ điểm cuối của vectơ kết quả, chúng ta vẽ một đường định hướng cho thành phần pháp tuyến ap NE song song với liên kết NE và đặt đoạn này sang một bên p sv, mô tả trên thang đo m MỘTĐây là tốc độ bình thường. Từ cuối vectơ gia tốc bình thường vẽ đường định hướng của thành phần tiếp tuyến ở NE, và từ cực p - hướng gia tốc tuyệt đối của điểm C ( ïï xx). Tại giao điểm của hai hướng này ta được điểm C; trong trường hợp này, vectơ pC biểu thị gia tốc mong muốn.
Mô đun của gia tốc này bằng:
và C = ( P Với) tôi MỘT[m/s2]
Gia tốc góc e 2 được định nghĩa là:
e 2 = a t NE / l NE= (tCB) tôi a/l NE[1/giây2]
Hướng e 2 thể hiện ở sơ đồ cơ chế.
Để tìm vận tốc của điểm D bạn cần sử dụng định lý tương tự,được sử dụng để xác định vận tốc và gia tốc của các điểm trên một liên kết khi biết vận tốc (gia tốc) của hai điểm khác trên liên kết này: vận tốc tương đối (gia tốc) của các điểm của một liên kết tạo thành các hình trên sơ đồ vận tốc (gia tốc), tương tự như hình cùng tên trên sơ đồ cơ cấu. Những số liệu này được đặt tương tự nhau, tức là. Khi đọc các ký hiệu chữ cái theo một hướng trên sơ đồ cơ chế, các chữ cái trên sơ đồ tốc độ (tăng tốc) cũng theo cùng một hướng.
Để tìm vận tốc của điểm D cần dựng một tam giác đồng dạng với tam giác trong sơ đồ cơ cấu.
Tam giác D cвd(theo sơ đồ tốc độ) và DСВD (theo sơ đồ cơ khí) là các tam giác có các cạnh vuông góc với nhau. Do đó, dựng tam giác D cвd kẻ các đường vuông góc với CD và BD từ các điểm c và V. tương ứng. Tại giao điểm của chúng, chúng ta nhận được điểm d, điểm này chúng ta nối với cột.
Gia tốc của điểm D cũng được xác định theo định lý tương tự, vì gia tốc của hai điểm còn lại của liên kết 2 đã biết, cụ thể là MỘT Trong va MỘT C. Cần xây dựng tam giác D trên phương án tăng tốc V. cd, tương tự như tam giác DBCD trên sơ đồ cơ cấu.
Để làm được điều này, trước tiên chúng ta sẽ xây dựng nó trên sơ đồ cơ chế, sau đó chuyển nó sang phương án tăng tốc.
Đoạn đường " Mặt trời Chúng ta chuyển kế hoạch tăng tốc sang đoạn NE cùng tên trên sơ đồ cơ cấu, đặt nó trên liên kết NE từ bất kỳ điểm nào (C hoặc B) (Hình 2.10). Sau đó dọc theo đoạn " Mặt trời» tam giác D được xây dựng theo cơ chế V. dс, tương tự như tam giác DBDC, có đường thẳng “dс” được vẽ từ điểm “C”, song song với đường thẳng DC cho đến khi cắt đường thẳng ВD. Chúng tôi nhận được D V. dc~DBDC.
Các cạnh thu được của tam giác r 1 và r 2 có kích thước bằng các cạnh của hình mong muốn
|
|
|
| |
tam giác trên sơ đồ tăng tốc, có thể được xây dựng bằng cách sử dụng serif (Hình 2.12). Tiếp theo, bạn cần kiểm tra sự giống nhau trong cách sắp xếp các hình. Như vậy, khi đọc ký hiệu các chữ cái các đỉnh của tam giác DBDC trên sơ đồ cơ cấu theo chiều kim đồng hồ, ta thu được thứ tự chữ B-D-C; trên kế hoạch tăng tốc theo cùng một hướng, tức là theo chiều kim đồng hồ, chúng ta sẽ nhận được thứ tự các chữ cái giống nhau V.-d-s. Do đó, nghiệm thỏa mãn điểm giao nhau bên trái của đường tròn r 1 và r 2.
Chúng ta sẽ làm gì với tài liệu nhận được:
Nếu tài liệu này hữu ích với bạn, bạn có thể lưu nó vào trang của mình trên mạng xã hội:
| tiếng riu ríu |
Tất cả các chủ đề trong phần này:
Phương pháp đồ họa nghiên cứu động học
2.1.1 Các phương trình cơ bản xác định vận tốc và gia tốc…………..25 2.1.2 Động học của cơ cấu bốn thanh……………
Khớp nối bốn liên kết
Cho trước (Hình 2.6): j1, w1 = const, l1, l2, l3, lo = lAD, ml [m/mm].
Cơ cấu tay quay
Cho trước (Hình 2.13): j1, w1=const, l1, l0= lAC, ml[m/mm]. Điểm B thuộc điểm thứ nhất
Tổng hợp động học của cơ cấu đòn bẩy phẳng
Tổng hợp động học– đây là thiết kế sơ đồ cơ chế dựa trên các đặc tính động học cụ thể của nó. Khi thiết kế các cơ chế, chủ yếu dựa trên kinh nghiệm, liên quan đến
Điều kiện tồn tại tay quay trong cơ cấu bốn thanh
Các điều kiện tồn tại của tay quay trong cơ cấu bốn thanh được xác định bằng định lý Grashof: nếu trong xích động học bốn thanh có bản lề kín tổng các chiều dài của
Áp dụng định lý Grashof cho chuỗi động học có cặp tịnh tiến
Bằng cách tăng kích thước của các cặp chuyển động quay, có thể thu được các cặp chuyển động tịnh tiến bằng cách mở rộng các trục. Kích thước chốt bản lề D (Hình 2.19b) có thể lấy lớn hơn
Chúng ta hãy xem xét một cơ cấu tay quay-trượt trong đó đường chuyển động
con trượt lệch so với tâm quay của tay quay. Đại lượng "e" được gọi là độ dịch chuyển hoặc không trục. Hãy để chúng tôi xác định tỷ lệ kích thước
Cơ cấu tay quay
Chúng ta hãy xem xét hai lựa chọn cho cơ cấu rocker: với một rocker lắc lư và với một rocker quay. Để có được cơ cấu có tay quay lắc lư, chiều dài của giá đỡ phải lớn hơn chiều dài của tay quay,
Bốn thanh khớp nối
Chúng ta hãy xem xét một liên kết khớp nối bốn khâu (Hình 2.27), ở trạng thái cân bằng dưới tác dụng của các mômen cho trước: động cơ dẫn động trên khâu dẫn động 1 và mômen cản
Tổng hợp cơ cấu đòn bẩy 4 thanh dựa vào vị trí các mắt xích
Cơ cấu bốn thanh thường được sử dụng để mang nhiều vật khác nhau từ vị trí này sang vị trí khác. Trong trường hợp này, vật mang có thể được nối cả với thanh nối và
Phân tích động và tổng hợp các cơ chế
Mục đích của nghiên cứu động học là tìm ra quy luật chuyển động của cơ cấu (các mắt xích của nó) tùy thuộc vào các lực tác dụng lên nó. Khi giải quyết vấn đề này chúng ta sẽ xem xét
Tôi II III
I – khâu thứ nhất thực hiện chuyển động quay; II – khâu 2 thực hiện một chuyển động phức tạp; III – khâu 3 di chuyển về phía trước. Để xác định
Giá đỡ và bánh răng
Nếu tâm của một trong các bánh xe bị loại bỏ khỏi vô cực thì các đường tròn của nó sẽ biến thành các đường thẳng song song; điểm N1 tiếp tuyến của đường dây phát điện (cũng là điểm chuẩn tắc chung và
1. Phân tích cấu trúc của cơ chế
1.1 Xác định mức độ di động của cơ chế
Ở đâu N= 3 - số bộ phận chuyển động của cơ cấu
- số cặp động học loại thứ năm
- số cặp động học loại thứ tư
Trong một cơ chế nhất định có bốn cặp thuộc lớp thứ năm
Cặp quay
cặp dịch 3.0
Không có cặp hạng tư
1.2 Xác định loại 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.
Cơ chế loại I Cơ chế loại II
Đơn hàng 2
Công thức cấu tạo của cơ chế
Tôi (0,1) II (2,3)
Lớp của nhóm kết nối là lớp thứ hai, do đó cơ chế đang được xem xét thuộc lớp thứ hai.
2 Tổng hợp hình học của cơ chế
2.1 Vẽ cơ cấu ở các vị trí cực trị
2.2 Xác định các kích thước tuyến tính của tay quay và thanh nối
Tốc độ quay n1= 82 vòng/phút
Hành trình con trượt S = 0,575 m
Tỷ số giữa chiều dài tay quay và chiều dài thanh truyền
Tỷ lệ độ lệch tâm với chiều dài tay quay
2.3 Trong một vòng quay của tay quay;
Con trượt sẽ đi được quãng đường S với S=2AB
Xác định độ dài của liên kết;
Xác định độ dài của liên kết;
Ta xác định vị trí điểm M trên đoạn AB từ hệ thức
; TRONGM=0,18×1,15 = 0,207m;
3 Xây dựng sơ đồ cơ cấu tay quay – con trượt
Để dựng sơ đồ cơ cấu tay quay – con trượt, ta vẽ đường tròn bán kính AB rồi vẽ đường thẳng AC. Chúng tôi chia các vòng tròn thành 12 phần (cho 12 vị trí của cơ cấu). Tiếp theo, ta đặt các đoạn B0C0, B1C1... B11C11 trên AC nằm ngang. Ta nối tâm đường tròn A với các điểm B0, B1 ... B11. Tại mỗi vị trí trong số 12 vị trí của tay quay, chúng ta vẽ đoạn ВМi (trong đó i là số vị trí của tay quay). Bằng cách nối các điểm M0, M1 ... M11, ta thu được quỹ đạo của điểm M.
4 Xác định vận tốc của các điểm O, A, B, M cho bốn vị trí.
Vị trí 1:
Xác định vận tốc của điểm B
Hãy xem xét
Xác định từ tam giác ABC
Hãy xem xét
Chúng tôi xác định RS thông qua
Thông qua chúng tôi xác định AR
Xác định VR
Chúng tôi xác định Ð J
Xác định MR
Ta xác định tốc độ của các điểm A, C và M từ công thức
Chúng tôi xác định
Hãy kiểm tra:
Vị trí 2:
Xác định vận tốc của điểm B
Hãy xem xét
Áp dụng định lý sin ta xác định được:
Xác định tam giác OAB
Áp dụng định lý sin ta xác định được AC
Hãy xem xét
Chúng tôi xác định RS thông qua
Thông qua chúng tôi xác định AR
Xác định VR
Chúng tôi xác định Ð J
Hãy xác định MR
Chúng tôi xác định Ð Y
Hãy kiểm tra:
Vị trí 3:
Vì các vận tốc VB, VC và VM song song và các điểm B, C, M không thể nằm vuông góc với phương của các vận tốc này nên tại thời điểm tâm vận tốc tức thời của thanh nối BC nằm ở vô cùng nên vận tốc góc của nó là , và nó tạo ra chuyển động tịnh tiến tức thời. Vì vậy, tại thời điểm này:
Vị trí 4:
Xác định vận tốc của điểm B
Hãy xem xét
Áp dụng định lý sin ta xác định được:
Chúng tôi xác định Ð B từ tam giác ABC
Áp dụng định lý sin ta xác định được AC
Hãy xem xét
Chúng tôi xác định RS thông qua
Thông qua chúng tôi xác định AR
Hãy xem xét
Xác định VR
Chúng tôi xác định Ð J
Hãy xác định MR
Ta xác định vận tốc của các điểm A, B, M từ công thức
Chúng tôi xác định Ð Y
Hãy kiểm tra:
5. Xây dựng sơ đồ chuyển vị, vận tốc và gia tốc.
Yêu cầu xây dựng sơ đồ động học các khoảng cách, vận tốc và gia tốc của con trượt C của cơ cấu tay quay – con trượt. Tay quay AB có chiều dài l=0,29m quay không đổi vận tốc góc n1=82 vòng/phút
Cơ cấu tay quay – thanh trượt có tác dụng biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến và ngược lại. Nó bao gồm vòng bi 1, tay quay 2, thanh nối 3 và thanh trượt 4.
Tay quay thực hiện chuyển động quay, thanh kết nối thực hiện chuyển động song song trên mặt phẳng và con trượt thực hiện chuyển động tịnh tiến qua lại.
Hai vật được nối với nhau chuyển động tạo thành một cặp động học. Các cơ thể tạo nên một cặp được gọi là liên kết. Thông thường quy luật chuyển động của cơ cấu truyền động (tay quay) được quy định. Sơ đồ động học được xây dựng trong một chu kỳ (chu trình), chuyển động ở trạng thái ổn định đối với một số vị trí của khâu dẫn động.
Chúng tôi xây dựng trên thang đo ở mười hai vị trí, tương ứng với số vòng quay liên tiếp của tay quay sau mỗi 300.
Trong đó S = 2r là giá trị thực của hành trình con trượt, bằng hai lần giá trị của tay quay.
- hành trình con trượt trên sơ đồ cơ cấu.
Thang thời gian đến từ đâu?
Đoạn 1 trên trục thời gian sẽ được chia thành 12 phần bằng nhau tương ứng trên thang đo đã chọn với số vòng quay của tay quay ở các góc: 300, 600, 900, 1200, 1500, 1800, 2100, 2400, 2700, 3000, 3300 , 3600 (tại điểm 1-12). Chúng ta hãy vẽ các đoạn thẳng đứng từ các điểm sau: 1-1S = В0В1, 2-2S = В0В2, v.v. Cho đến vị trí cực bên phải của thanh trượt B, các khoảng cách này tăng lên và bắt đầu từ vị trí B chúng giảm dần. Nếu các điểm 0s, 1s, 2s ... 12s được nối nối tiếp bằng một đường cong thì sẽ thu được sơ đồ chuyển vị của điểm B.
Để xây dựng sơ đồ tốc độ và gia tốc, phương pháp vi phân đồ họa được sử dụng. Đồ thị vận tốc được xây dựng như sau.
Theo sơ đồ dịch chuyển, chúng ta vẽ tọa độ v và t và trên phần tiếp theo của trục v sang trái, khoảng cách cực đã chọn HV=20 mm được vẽ tùy ý.
Từ điểm Pv ta kẻ các đường thẳng song song với các tiếp tuyến của đường cong S lần lượt tại các điểm 0s, 1s, 2s... 12s. Các đường thẳng này cắt các đoạn trên trục V: 0-0v, 0-1v, 0-2v..., tỷ lệ thuận với tốc độ tại các điểm tương ứng của sơ đồ. Chúng ta di chuyển các điểm đến tọa độ của các điểm tương ứng. Ta nối chuỗi các điểm thu được 0v, 1v, 2v... bằng một đường cong trơn là biểu đồ vận tốc. Thang thời gian vẫn giữ nguyên, thang tốc độ:
Chúng ta xây dựng biểu đồ gia tốc tương tự như biểu đồ vận tốc. Thang đo gia tốc
Trong đó Ha=16mm là khoảng cách cực được chọn cho sơ đồ gia tốc.
Vì tốc độ và gia tốc là đạo hàm bậc 1 và bậc 2 của độ dịch chuyển theo thời gian, nhưng so với sơ đồ trên, đường dưới là đường cong vi phân và so với đường dưới trên, nó là đường cong tích phân. Vì vậy biểu đồ vận tốc cho biểu đồ dịch chuyển là vi phân. Khi xây dựng sơ đồ động học để kiểm chứng nên sử dụng tính chất của đạo hàm:
- đồ thị chuyển vị tăng dần (tốc độ) tương ứng với các giá trị dương của đồ thị vận tốc (phương trình) và đồ thị giảm tương ứng với giá trị âm;
- điểm cực đại và cực tiểu, tức là giá trị cực đại của đồ thị chuyển vị (vận tốc) tương ứng với các giá trị 0 của đồ thị tốc độ (gia tốc);
- điểm uốn của đồ thị chuyển vị (tốc độ) tương ứng với các giá trị cực trị của đồ thị tốc độ (gia tốc);
- điểm uốn trên biểu đồ chuyển vị tương ứng với điểm tại đó gia tốc bằng 0;
- tọa độ đầu và cuối chu kỳ của bất kỳ sơ đồ động học nào đều bằng nhau và các tiếp tuyến vẽ tại các điểm này là song song.
Để vẽ đồ thị chuyển động của thanh trượt B, ta chọn các trục tọa độ s, t. Trên trục hoành chúng ta vẽ đoạn l = 120 mm, mô tả thời gian T cho một vòng quay đầy đủ của tay quay
Chúng tôi đã thực hiện một phép tính hình học về các liên kết của cơ cấu tay quay-con trượt, xác định độ dài của tay quay và con trượt, đồng thời thiết lập tỷ số của chúng. Chúng tôi đã tính toán cơ cấu tay quay-trượt ở bốn vị trí và xác định vận tốc của các điểm bằng cách sử dụng vận tốc tức thời tại bốn vị trí. Chúng tôi đã xây dựng sơ đồ chuyển vị, vận tốc và gia tốc. Người ta xác định rằng có một số sai số do việc xây dựng và làm tròn trong tính toán.
