Методические указания «Кинематический и силовой расчеты рычажного шестизвенника»

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» ИНСТИТУТ ТРАНСПОРТА Кафедра Детали машин КИНЕМАТИЧЕСКИЙ И СИЛОВОЙ РАСЧЕТЫ РЫЧАЖНОГО ШЕСТИЗВЕННИКА МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к расчетно-графической работе по Теории механизмов и машин для студентов специальностей НР-130503, ПСТ-130501, НБ-130504, МОП-130602, АТХ-190601, СТЭ-190603, ПДМ-190205, СП-150202, ПТИ-260703, ТМ-151001, МКC-151002, МХП-240801, МСО-190207 очной полной и сокращенной форм обучения Тюмень 2007 Утверждено редакционно-издательским советом Тюменского государственного нефтегазового университета Составители: доцент, к.т.н. Никитина Любовь Ивановна ассистент, Панков Дмитрий Николаевич © государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тюменский государственный нефтегазовый университет» 2007 г Введение Методические указания «Кинематический и силовой расчеты рычажного шестизвенника» используются при выполнении расчетно-графической работы по теории механизмов и машин. В них рассмотрены следующие вопросы: структурный анализ механизма, определение скоростей и ускорений отдельных точек и звеньев механизма, силовой расчет, построение рычага Жуковского Н.Е. Приводятся схемы, формулы, алгоритмы решения задач. Методические указания предназначены для студентов технических специальностей очной полной и сокращенной формы обучения. Задание на расчетно-графическую работу Число оборотов кривошипа об/мин. Угловая скорость кривошипа является постоянной. Размеры звеньев: О1А=0,15 м, АВ=0,2 м, ВС=0,5 м, ВО2=0,185 м. Центры масс звеньев расположены по середине соответствующих звеньев. Массы звеньев: m1=1,5 кг, m2=2 кг, m3 = 2 кг, m4=5 кг, m5 = 5 кг. Момент инерции относительно оси, проходящей через центр масс звена: , , . Рабочие усилие: F=40 Н. 1. Структурный анализ механизма Структурная схема механизма. 1.2. Звенья механизма. Звено ззвзвеназвена Наименование Подвижность Число подвижных звеньев 1 Кривошип Подвижное n=5 2 Шатун Подвижное 3 Коромысло Подвижное 4 Шатун Подвижное 5 Ползун Подвижное 6 Стойка Неподвижное 1.3. Кинематические пары. № п/п Обозначение на структурной схеме Соединяемые звенья Вид Тип кинематической пары Индекс Характер соприкосновения Степень подвижности 1 О1 1,6 Вращат. Низшая Одноподвижная (1,6) 2 А 1,2 Вращат. Низшая Одноподвижная ВA(1,2) 3 В 2,3 Вращат. Низшая Одноподвижная ВB(2,3) 4 В 3,4 Вращат. Низшая Одноподвижная ВВ(3,4) 5 С 4,5 Вращат. Низшая Одноподвижная ВC(4,5) 6 С 5,6 Поступат. Низшая Одноподвижная ПС(5,6) 7 О2 3,6 Вращат. Низшая Одноподвижная (3,6) Число одноподвижных кинематических пар p1=7, число двух подвижных кинематических пар р2=0. 1.4. Степень подвижности механизма. 1.5. Строение групп Ассура. 1.5.1. Последняя группа Ассура. II класс, 2 порядок, вид ВВП. Степень подвижности: . Структурная формула: . 1.5.2. Предпоследняя группа Асcура. II класс, 2 порядок, вид ВВВ Степень подвижности . Структурная формула: . 1.5.3. Начальный механизм. I класс Степень подвижности . Структурная формула: . 1.6. Структурная формула всего механизма. . 1.7. Класс всего механизма II, так как наивысший класс группы Ассура, входящей в данный механизм II. 2. Кинематический анализ механизма 2.1. Определение скоростей точек звеньев и угловых скоростей звеньев. Построим кинематическую схему механизма в масштабе . 2.1.1. Определение угловой скорости кривошипа: . 2.1.2. Определение скорости точки А: . Вектор скорости перпендикулярен кривошипу О1А. Выбираем масштаб плана скоростей . Найдём отрезок, изображающий вектор скорости на плане: . Из полюса плана скоростей pV откладываем данный отрезок перпендикулярно О1А в направлении угловой скорости . 2.1.3. Определение скорости точки В: Запишем векторное уравнение: . Направления векторов скоростей: , . Продолжим строить план скоростей. Из конца вектора (точка а) проводим направление вектора . Из полюса (точка pV) проводим направление вектора . На пересечении двух проведённых направлений получим точку b. Измеряя длины полученных отрезков и умножая их на масштаб , получим значения скоростей: ; . 2.1.4. Определение скорости точки С: Запишем векторное уравнение: . Направления векторов скоростей: , . Продолжим строить план скоростей. Из конца вектора (точка b) проводим направление вектора . Из полюса (точка pV) проводим направление вектора . На пересечении двух проведённых направлений получим точку c. Измеряя длины полученных отрезков и умножая их на масштаб , получим значения скоростей: ; . 2.1.5. Определение угловой скорости шатуна АВ: . Для определения направления переносим вектор в точку В шатуна АВ и смотрим как она движется относительно точки А. Направление этого движения соответствует . В данном случае угловая скорость направлена по часовой стрелке. 2.1.6. Определение угловой скорости коромысла ВО2: . Для определения направления переносим вектор в точку В коромысла ВО2 и смотрим как она движется относительно точки О2. Направление этого движения соответствует . В данном случае угловая скорость направлена по часовой стрелке. 2.1.7. Определение угловой скорости шатуна ВС: . Для определения направления переносим вектор в точку С шатуна CB и смотрим, как она движется относительно точки В. Направление этого движения соответствует . В данном случае угловая скорость направлена по часовой стрелке. Исследуемая величина Отрезок на плане Направление Величина отрезка на плане, мм Масштабный коэффициент, Значение величины, м/с 94 0,94 92 0,92 ab 31 0,31 86 0,86 cb 17 0,17 По часовой стрелке 1,55 с–1 По часовой стрелке 4,97 с–1 Против часовой стрелки 0,34 с–1 Кинематическая схема механизма План скоростей 2.2. Определение ускорений точек звеньев и угловых ускорений звеньев 2.2.1.Определение ускорения точки А: Так как угловая скорость является постоянной, то . . Вектор ускорения направлен параллельно кривошипу О1А от точки А к точке О1. Выбираем масштаб плана ускорений . Найдём отрезок, изображающий вектор ускорения на плане: . Из полюса плана ускорений pa откладываем данный отрезок в направлении, параллельном АО1. 2.2.2. Определение ускорения точки В: Запишем векторное уравнение: . Вектор относительного ускорения раскладываем на нормальную и касательную составляющие: . Нормальное относительное ускорение равно: . Найдём отрезок, изображающий вектор ускорения на плане: . Продолжаем строить план ускорений. Вектор ускорения направлен параллельно АВ. Откладываем отрезок an из точки a плана ускорений в указанном направлении от точки В к точке А. Вектор ускорения направлен перпендикулярно АВ. Проводим это направление из точки n плана ускорений. Вектор ускорения раскладываем на нормальную и касательную составляющие: . Нормальное ускорение равно: . Найдём отрезок, изображающий вектор ускорения на плане: . Продолжаем строить план ускорений. Вектор ускорения направлен параллельно ВO2. Откладываем отрезок из точки плана ускорений в указанном направлении от точки В к точке O2. Вектор ускорения направлен перпендикулярно ВO2. Проводим это направление из точки m плана ускорений. Две прямые линии, проведённые из точек n и m в указанных направлениях, пересекаются в точке b. Найдем величины ускорений. Измеряя длины полученных отрезков и умножая их на масштаб , получим: ; ; ; . 2.2.3. Определение ускорения точки C: Запишем векторное уравнение: . Вектор относительного ускорения раскладываем на нормальную и касательную составляющие: . Нормальное относительное ускорение равно: . Найдём отрезок, изображающий вектор ускорения на плане: . Продолжаем строить план ускорений. Так как отрезок bk мал, то его на плане ускорений не откладываем. Точки b и k совпадают. Вектор ускорения направлен перпендикулярно ВС. Проводим это направление из точки k плана ускорений. Вектор ускорения направлен параллельно оси X–X. Проводим это направление из полюса pa. Две прямые линии, проведённые из точек k и pa в указанных направлениях, пересекаются в точке c. Найдем величины ускорений. Измеряя длины полученных отрезков и умножая их на масштаб , получим: ; ; . 2.2.4. Определение ускорения точки S1: . Вектор ускорения направлен параллельно кривошипу О1А от точки S1 к точке О1. 2.2.5. Определение ускорения точки S2: Воспользуемся следствием из теоремы подобия. Составим пропорцию: , . Данный отрезок откладываем на прямой ab от точки a. Точку s2 соединяем с полюсом pa. Величина ускорения: . 2.2.6. Определение ускорения точки S3: Воспользуемся следствием из теоремы подобия. Составим пропорцию: , . Данный отрезок откладываем на прямой pab от точки b. Точку s3 соединяем с полюсом pa. Величина ускорения: . 2.2.7. Определение ускорения точки S4: Воспользуемся следствием из теоремы подобия. Составим пропорцию: , . Данный отрезок откладываем на прямой bc от точки b. Точку s4 соединяем с полюсом pa. Величина ускорения: . 2.2.8. Определение углового ускорения шатуна АВ: . Для определения направления переносим вектор в точку В шатуна АВ и смотрим, как она движется относительно точки А. Направление этого движения соответствует . В данном случае угловое ускорение направлено против часовой стрелки. 2.2.9. Определение углового ускорения коромысла ВO2: . Для определения направления переносим вектор в точку В коромысла ВО2 и смотрим, как она движется относительно точки О2. Направление этого движения соответствует . В данном случае угловое ускорение направлено по часовой стрелке. 2.2.10. Определение углового ускорения шатуна ВС: . Для определения направления переносим вектор в точку C шатуна ВС и смотрим, как она движется относительно точки B. Направление этого движения соответствует. В данном случае угловое ускорение направлено против часовой стрелки. Исследуемая величина Отрезок на плане Направление Величина отрезка на плане, мм Масштабный коэффициент Значение величины, м/с2 118 5,9 10 0,48 21 1,05 23 1,15 91 4,57 27 1,35 95 4,75 1 0,058 88 4,4 88 4,4 65 3,25 59 2,95 107 5,35 48 2,4 69 3,45 Против часовой стрелки 5,25 с–2 По часовой стрелке 25,68 с–2 Против часовой стрелки 2,2 с–2 Кинематическая схема механизма План ускорений

Похожие:

	Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Санкт-Петербургская... Морозова Н. В. Налоговые расчеты в бухгалтерском деле. Методические указания к выполнению контрольной работы. Спб.: Спбглта, 2010,...		Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Санкт-Петербургская... Морозова Н. В. Налоговые расчеты в бухгалтерском деле. Методические указания к выполнению контрольной работы. Спб.: Спбглта, 2010,...
	Методические указания ен. 01 Математика методические указания и контрольные задания по Методические указания предназначены для студентов заочной формы обучения по специальности Техническое обслуживание и ремонт автомобильного...		Методические указания к изучению дисциплины и выполнению контрольной... Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «санкт-петербургский государственный инженерно-экономический...
	Методические указания по выполнению практических работ адресованы... Методические рекомендации печатаются по решению Методического Совета гбоу спо со «еэтк»		Методические указания по выполнению практических работ адресованы... Номинация: «методические рекомендации по освоению учебной дисциплины, междисциплинарного курса, профессионального модуля»
	Методические указания Выпускная квалификационная работа : Методические указания / М. Р. Ерофеева, И. В. Камышникова. – Братск : гоу впо «БрГУ», 2009. 57...		Методические указания Выпускная квалификационная работа : Методические указания / М. Р. Ерофеева, И. В. Камышникова. – Братск : гоу впо «БрГУ», 2009. 57...
	Методические указания к выполнению и оформлению дипломного проекта... Методические указания содержат общие положения, организационные вопросы выполнения и процедуры защиты работ, требования к оформлению...		Методические указания к выполнению и оформлению дипломного проекта... Методические указания содержат общие положения, организационные вопросы выполнения и процедуры защиты работ, требования к оформлению...