Оформление отчёта. 9. Контрольные вопросы

1. Группа студентов (3-4 чел.) получает 3-4 образца цепи и мерительный инструмент.

2. Каждый студент производит замеры как минимум двух образцов цепи.

3. Выполняется сборочный чертёж (эскиз), замеренных образцов цепи и составляется спецификация деталей.

4. Выполняются чертежи (эскизы) деталей одной втулочно-роликовой цепи с указанием материала, термообработки, посадочных размеров и шероховатости обрабатываемых поверхностей.

5. Производится прочностной расчёт цепи.

6. Выполняется расчёт профиля зуба звёздочки и эскиз профиля, принимая число зубьев звёздочки z =26.

7. Определяется посадочный диаметр отверстия звёздочки по формуле и округляется до ближайшего стандартного значения.

8. Для найденного диаметра по ГОСТ 23360 подбирается стандартная призматическая шпонка (см. приложение).

9. Из условия смятия выбранной шпонки определяется посадочная ширина звёздочки,

10. Выполняется рабочий чертёж (эскиз) звёздочки.

11. Рассчитывается изменение окружной скорости цепи в пределах одного шага, принимая расчетную окружную скорость 1,5м/с.

Оформление отчёта

Студент оформляет отчёт на листах стандартного формата (210*290мм.) с указанием на титульном листе наименования работы, наименования кафедры, № группы и фамилии исполнителя.

В отчёте приводятся чертежи (эскизы) образцов цепей со спецификацией деталей, чертежи (эскизы) деталей втулочно-роликовой цепи, эскиз и расчёт профиля зуба звёздочки, прочностной расчёт цепи, расчёт необходимых размеров и чертёж звёздочки,

Допускается оформление отчёта в электронном виде на дискете с выполнением текстовой части в системе «Word» и графической части в системе «Auto Cad» или «Компас». Дискета остаётся на кафедре.

9. Контрольные вопросы

1. Назначение и пределы применимости цепных передач.

2. Преимущества и недостатки цепных передач в сравнении с зубчатыми и ремёнными передачами.

3. Основные типы приводных и тяговых цепей.

4. Виды износа и разрушения цепей.

5. Материалы и термообработка деталей приводных цепей.

6. Построение профиля зуба звёздочек.

7. Прочностной расчёт цепей.

8. Конструирование звёздочек цепных передач.

Приложение к работе 5

Лабораторная работа 6

 

СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМОВ

Цель работы: знакомство с принципом действия и со структурой меха­низмов, приобретение навыков в составлении кинематических схем механиз­мов.

Теоретическая часть

1.1. Основные определения

Механизм – система твердых тел, называемых звеньями, предназна­ченная для преобразования движения одного или нескольких звеньев в тре­буемые движения других звеньев. Звено может состоять изодной или не­скольких жестко соединенных между собой деталей.

Стойка – неподвижное звено.

Входное звено – звено, которому сообщается движение, преобразуемое механизмом в требуемые движения других звеньев. На модели механизма оно определяется наличием ручки.

Выходное звено – звено, совершающее движение, для выполнения ко­торого предназначен механизм.

 

Кинематическая пара – соединение двух соприкасающихся звеньев, допускающее их относительное движение. Пары, в которых элементом со­прикосновения является точка или линия, называются высшими; пары с со­прикосновением звеньев по поверхности называются низшими. Низшие пары подразделяются на вращательные, поступательные, цилиндрические, винто­вые, сферические и плоскостные.

Класс кинематической пары определяется количеством наложенных связей, т. е.

S = 6 – Н,

где S – число связей (ограничений), наложенных парой на относительные движения звеньев; Н – число возможных относительных движений звеньев.

 

Кинематическая цепь – система звеньев, связанных между собой ки­нематическими парами.

1.2.Классификация механизмов

Механизмы подразделяются на:

- плоские и пространственные;

- трех, четырех, пяти, шести и многозвенные;

- рычажные, шарнирные, кулачковые, зубчатые, фрикционные, ременные, цепные и др.

 

Плоский механизм – механизм, подвижные звенья которого совершают плоское движение, параллельное одной и той же неподвижной плоскости. Все остальные механизмы, относятся к пространственным.

Рычажным называется механизм, звенья которого образуют только низшие кинематические пары.

Шарнирный механизм – частный случай рычажного, в котором звенья образуют только вращательные пары.

Зубчатым называют механизм, предназначенный для прямого преобра­зования параметров вращательного движения входного звена – зубчатого колеса, червяка в параметры движения выходного звена – зубчатого колеса, червячного колеса.

Зубчатым колесом называется вращающееся звено, имеющее замкну­тый зубчатый контур. Меньшее из двух зубчатых колес в паре называют шестерней.

Зубчатые механизмы подразделяют:

а) по расположению осей

- с параллельными осями зубчатых колес (цилиндрические),

- с пересекающимися осями (конические),

- с перекрещивающимися осями (червячные);

б) по направлению зубьев

- прямозубые,

- косозубые,

- шевронные,

- с криволинейным зубом.

Кулачковым называют механизм, в состав которого входит кулачок

- звено, имеющее элемент высшей пары, выполненный в виде поверхности переменной кривизны. Звено кулачкового механизма, совершающее поступа­тельное движение, называется толкателем.

Фрикционным называют механизм, передающий движение с помощью сил трения.

Механизмами с гибкой связью называются механизмы, в которых движение передается гибким звеном. К ним относятся цепные и ременные пе­редачи.

Цепная передача служит для передачи вращения между параллельными осями с помощью звездочек и перекинутой между ними бесконечной цепи.

Ременная передача передает вращательное движение с помощью беско­нечного приводного ремня, натянутого на шкивы.

 

1.3.Виды рычажных механизмов и их звенья

 

Шарнирный четырехзвенник – шарнирный четырехзвенный механизм.

Шарнирный четырехзвенник, в состав которого входят кривошип и ко­ромысло, называется кривошипно-коромысловым; два кривошипа, – двухкривошипным; два коромысла, – двухкоромысловым.

Рычажный четырехзвенный механизм, в состав которого входят криво­шип и ползун, называется кривошипно-ползунным, коромысло и ползун, – коромыслово-ползунным; кулиса, – кулисным.

Кривошип – вращающееся звено рычажного механизма, которое может совершать полный оборот вокруг неподвижной оси.

Коромысло – вращающееся звено рычажного механизма, которое мо­жет совершать неполный оборот вокруг неподвижной оси.

Шатун – звено рычажного механизма, образующее вращательные ки­нематические пары только с подвижными звеньями.

Ползун – звено рычажного механизма, образующее поступательную пару со стойкой.

Кулиса – звено рычажного механизма, вращающееся вокруг неподвиж­ной оси (или движущееся поступательно относительно стойки) и образующее с другим подвижным звеном – камнемкулисы поступательную пару.

 

1.4.Составление кинематической схемы и определение числа степеней подвижности механизма

При анализе механизма его изображают в виде кинематической схемы. Схема выполняется в соответствии с условными обозначениями, установлен­ными ГОСТ 2.770-68, выдержки из которого приведены в приложении 2.

Число степеней подвижности пространственного механизма определя­ется по формуле

W = 6n - 5р₅ - 4p₄ - 3p₃ - 2p₂ -p₁,

где n – число подвижных звеньев механизма; р_n — число кинематических пар соответственно пятого, четвертого, третьего, второго и первого классов.

Для определения числа степеней подвижности плоского механизма пользуются формулой П. Л. Чебышева

 

W = 3n -2p₅ – р₄.

Рис.1. Сложный шарнир

Степень подвижности механизма показывает, скольким звеньям надо задать движение, чтобы все остальные подвижные звенья начали двигать­ся определенным образом. В тех случаях, когда в механизме имеются сложные шарниры, соединяющие более двух звеньев (рис. 1), число кинематических пар принимается на еди­ницу меньше числа соединяемых звеньев.

Следует иметь в виду, что в механизмах могут встретиться пассивные связи и лишние степени свободы, не влияющие на движение звеньев меха­низма. На рис. 2,а изображена схема механизма параллелограмма, в котором звено 4 накладывает пассивную связь; на рис. 2,6 – схема кулачкового меха­низма, в котором за счет вращения вокруг своей оси ролика 2 появляется лишняя степень свободы.

 

Рис. 2. Пассивная связь и лишняя степень свободы

Практическая часть

Необходимо составить схемы двух-трех механизмов и определить для каждого из них число степеней подвижности.

 

Оборудование и принадлежности: модели механизмов ( поуказанию преподавателя), чертежные принадлежности.

 

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с механизмами, разобраться в характере движения его звеньев, определить, к какому виду он относится (рычажный, зубчатый, кулачковый и т. п.), плоский он или пространственный, установить его назначение (по преобразованию движений).

2. Составить схему механизма с соблюдением относительных размеров и расположения звеньев. Положение входного звена выбрать таким, при котором видны все остальные звенья. Входное звено выделить стрелкой, указывающей направление движения.

3. Пронумеровать звенья арабскими цифрами в порядке их присоединения к входному звену, кинематические пары обозначить буквами латинского алфавита

4. Дать название всем звеньям механизма, исходя из характера их движения и видов образуемых кинематических пар.

5. Определить класс и вид каждой кинематической пары. Заполнить таблицу кинематических пар в отчете.

6. При наличии пассивных связей и лишних степеней свободы указать их в отчете и для дальнейшего анализа исключить.

7. Определить число степеней подвижности механизма.

8. Проделать аналогичную работу для следующих механизмов.

9. Составить отчет по форме, приведенной в примере (см. таблицу 1 ).

 

Контрольные вопросы

1. Что называется механизмом? Какие механизмы называют плоскими, рычажными, зубчатыми и т. п.?

2. Что такое кинематическая цепь? Чем отличаются понятия "кинематическая цепь" и "механизм"?

3. Дайте понятие звена механизма. Что такое входное, выходное звено? Какие звенья рычажного механизма вы знаете?

4. Что такое кинематическая пара? Каковы признаки высших (низших) кинематических пар?

5. В чем заключается структурный анализ механизма?

6. Поясните формулу Чебышева. Что подразумевается под степенью подвижности механизма?

 

Обозначения и классификацию кинематических пар с расчётом подвижности механизма выполнить по примеру таблицы 1.

Условные обозначения кинематических пар приведены в таблице 2.

Таблица 1

Кинематические пары

Обозначе- ние	Звенья, образующие пару	Класс пары	Вид пары
А	1 - 6		вращательная, низшая
В	1 - 2		вращательная, низшая
С	2 - 3		вращательная, низшая
D	3 - 6		вращательная, низшая
С	3 - 4		вращательная, низшая
Е	4 - 5		вращательная, низшая
F	5 - 6		поступательная, низшая

Степень подвижности механизма: W = 3n - 2p₅ - p₄,

где n – число подвижных звеньев, n = 5;

P₅ – число пар 5 класса, P₅ = 7,

Р₄ – число пар 4 класса, Р₄ = 0.

W = 3-5-2-7-0 = 1.

 

 

Таблица 2