Кинематическое исследование плоских шарнирных механизмов
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
РОСЖЕЛДОР
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Ростовский государственный университет путей сообщения
(РГУПС)
Кафедра Основы проектирования машин
Курсовой проект
( Пояснительная записка )
по дисциплине: Теория механизмов и машин
на тему:
Кинематическое исследование плоских шарнирных механизмов
г. Ростов-на-Дону
год.
1. Структурный анализ
Целью структурного анализа является определение степени подвижности заданной кинематической цепи, и определение класса механизма, для правильного выбора метода его дальнейшего изучения.
.1 Определение степени подвижности
Звенья входящие в механизм:
-Шестерня с кулачком - вращательное движение.
-Колесо с кривошипом .
Шатун - плоскопараллельное движение переносное поступательное относительное вращательное.
Коромысло - неполное вращательное движение.
Шатун - плоскопараллельное движение переносное поступательное относительное вращательное.
Ползун - поступательное движение.
Кинематические пары.
Низшие пары 5-ого класса:
-Пара (0;1) - вращательная.
Пара (0;2) - вращательная.
Пара А(2;3) - вращательная.
Пара D(3;4) - вращательная.
Пара (0;4) - вращательная.
Пара С(4;5) - вращательная.
Пара (5;6) - вращательная.
Пара (6;0) - поступательная.
Пара М(7;8) - вращательная.
Пара (8;0) - вращательная.
Высшие пары 4ого класса:
-Пара N(1,2).
Пара К(7;1).
Определяем степень подвижности по формуле Чебышева:
W=3n-2P5-P4, где
n=8 -число подвижных звеньев,
Р5 =10 - число К.П. 5-го класса,
Р4 =2 - число К.П. 4-го класса.
Подставив значения в формулу получим:=3*8-2*10-2=2
Анализируя заданную кинематическую цепь, и результат по формуле Чебышева, приходим к выводу, что в заданной кинематической цепи, имеется избыточная подвижность в виде ролика звена 8, его подвижность обусловлена заменой неэкономичного трения качения в кинематической паре G.
Но с точки зрения закона движения толкателя, эта подвижность является линейной, и его можно мысленно закрепить относительно толкателя звена 7. Выполним перерасчет степени подвижности:
W=3n-2P5-P4 =3*7-2*9-2=1
Полученное значение показывает, что в заданной кинематической цепи достаточно иметь одно подвижное звено, при этом, ведомые звенья будут совершать однозначно определенное законом движения. Таким звеном является звено1.
.2 Определение класса механизма
Для определения класса механизма, составляют схему заменяющего механизма, в котором отсутствуют высшие кинематические пары (4 класса) N и G
Произведем проверку выполненной замены:
=3n'-2P3'= 3*9-2*13=1
т.к. степень подвижности для заданной схемы механизма и заменяющая имеют одно значение или одинаковы, то замена выполнена правильно.
Выделяем из состава механизма ведущее звено 1 и стойку, а оставшуюся кинематическую цепь разобьем на структурные группы, по возможности более низкого класса:
В состав механизма кроме начального (механизма I кл.) входят структурные группы только 2-го класса следовательно данный механизм относится к механизмам 2-го класса.. Следовательно при выборе метода, его дальнейшего исследования, будем руководствоваться методами соответствующими данному классу.
Формула строения механизма:
механизм кинематический зубчатый
2. Кинематический анализ
Целью дальнейшего раздела является определение перемещений, скоростей и ускорений, звеньев механизма и отдельных его точек, без учета сил вызывающих их движение.
.1 Совмещенный план положений
Произведем построение СПП, для 12 фиксированных положений кривошипа О2А. Анализ производим для ведомой части механизма.
Обозначение положений звеньев механизма удобно производить, начиная с одного из крайних.
Выбираем удобный масштаб для построения где, lO2A =130*10-3мм =0.13м-действительный размер звена.
О2А = 45мм
l==0.002 м/мм
Переведем действительные размеры звеньев и отрезков в размеры изображаемые на чертеже:
АD=450/2 =225мм; BC= 300/2=150мм; О3D = 190/2=95мм; О3C=100/2=50мм; х=355/4 =167,5мм; y=110/2=55мм; ?=200
Производим построение 12 планов положения звеньев механизма, нумерацию положений начинаем с одного из крайних, чертеж выполняем методом засечек начиная со 2-го звена О2А.
Используя построения С.П.П. выполняем построение кинематических диаграмм точки B.
Масштаб по оси абсцисс (х):
угол поворота кривошипа.
где X0-12 =180мм-отрезок произвольной длины
Масштаб времени:
где
с/мм
Выбираем масштаб по оси ординат (y):
график пути.
s=kl=0,002,
где k-коэффициент пропорциональности.
к=1
Графически дифференцируя график пути получим график скорости в масштабе по оси ординат:
где Н1 =20мм-произвольно выбранный отрезок для дифференцирования.
Графически дифференцируя график скорости, строим график ускорения точки С.
где Н2 =20мм-произвольно выбранный отрезок для дифференцирования.
Графически дифференцируя диаграмму перемещений, строим диаграмму скоростей