Содержание
Содержание 2
Исходные данные 3
1.Кинематический анализ 3
1.1. План положений 4
1.2. Кинематические диаграммы 4
1.3. План скоростей 5
1.4. План ускорений 6
1.5. Метод координат 10
2.Силовой анализ 12
2.1. Метод планов сил. 13
2.2. Рычаг Жуковского 16
2.3. Силовой расчет методом координат 17
Список использованной литературы 19
Исходные данные
Рычажный механизм
Угловая скорость кривошипа щ1=20 рад/с
Длины звеньев, м: ОА=0,1; ОС=0,25; СК=0,1; СD=0,2; DЕ=0,35; АS2=0,15; DS4=0,15;.
Массы звеньев, кг: m1=10; m2=8; m3=6; m4=6; m5=5.
Моменты инерции, кг•м2: Js2=0,15; Js3=0,15; Js4=0,10.
Сила полезного сопротивления на рабочем (холостом) ходе Q=500 Н (100 Н).
1.Кинематический анализ
Задача кинематического анализа механизма состоит в определении положений, скоростей и ускорений звеньев механизма и различных точек этих звеньев. При этом для исследования движения выходного звена обычно используется метод диаграмм, а для исследования движения каждого звена применяется метод планов или метод координат.
1.1. План положений
Строим схему механизма в 12-ти положениях способом засечек. Масштабный коэффициент определяем из соотношения:
мL=ОА/{ОА}=0,1/25=0,004 м/мм,
где {ОА} – длина изображения кривошипа на чертеже, мм.
Принимаем горизонтальное положение кривошипа (вдоль оси х) за начальное (нулевое) положение.
При построении схемы сначала наносим шарниры О, С и линию направления ползуна. Далее определяем положение точек и, соответственно, звеньев механизма, используя метод засечек.
Строим траектории центров масс звеньев 2 и 4.
Выделяем одно положение, в котором полностью вычерчиваем схему механизма. По плану положений определяем значения перемещения ползуна:
Nп
0; 12
1
2
3
4
5
{S5}, мм
0
16,9150
34,2950
52,6600
67,6100
72,3850
S5,м
0
0,0338
0,0686
0,1053
0,1352
0,1448
Nп
6
7
8
9
10
11
{S5}
47,8400
3,7350
31,5450
24,1900
25,9900
14,1500
S5,м
0,0957
0,0075
0,0631
0,0484
0,0520
0,0283
1.2. Кинематические диаграммы
По данным планам положений строим диаграмму перемещений ползуна S-ц, принимая масштабные коэффициенты:
мs=0,001 м/мм; мц=0,0523 рад/мм
Путем графического дифференцирования диаграммы S-ц, получаем диаграмму скорости V-ц. Масштабный коэффициент:
мV=мs•щ1/(мц•ор1)=0,001•20/(0,0523•20)=0,0191 м•с-1/мм.
ор1 – расстояние от полюса дифференцирования, мм.
Аналогично, дифференцируя диаграмму V-ц, получаем диаграмму ускорений а-ц. Масштабный коэффициент:
ма=мv•щ1/(мф•ор2)=0,191•20/(0,0523•20)=0,366 м•с-2/мм
1.3. План скоростей
Из произвольной точки Р – полюса плана откладываем отрезок (ра) длиной 100 мм, направленный как скорость точки А, перпендикулярно звену ОА.
Масштабный коэффициент плана скоростей:
мv=VА/(ра)=щ1•ОА/(ра)=20•0,1/100=0,02 (м/с)/мм
Согласно принципу относительности движения, скорость точки К:
VВ=VА+VВА,
Причем, вектор VВ перпендикулярен КВ, а вектор VАВ перпендикулярен АК.
Из полюса проводим линию, перпендикулярную КВ, а из конца отрезка (ра) – линию, перпендикулярную АК. Пересечение этих линий дает на плане скоростей точку К, а отрезок (ак) – скорость точки К относительно точки А. численные значения скоростей:
VК=(рк)•мv=42,6•0,02=0,852 м/с
VАК=(ак)•мv=90,47•0,02=1,81 м/с
Для определения скорости точки D воспользуемся принципом подобия, согласно которому точки звена расположены подобно соответствующим точкам плана. Это значит, что фигура КАD на схеме механизма подобна фигуре kаd на плане скоростей, (в частности угол КАD равен углу kаd.
Определим скорость точки Е: