Синтез (проектирование) рычажного механизма

 

Данный типовой механизм является кулисным с качающейся кулисой.

Рассчитываем масштабный коэффициент длины:

 

μ_ℓ = ℓ_S/S = 0,28/100 = 0,0028 м/мм.

 

Определяем угол размаха кулисы:

 

θ = 15 (град).

 

Чертежное значение кривошипа:

 

[O₁A]=([O₁B₀]-[O₁B^*])/2=(150-90)/2=30(мм).

 

Чертежные расстояния: а=25(мм); ОА=30(мм); АВ=120(мм); СD=85(мм); Ответ: ℓ_ОА=0,084 м; ℓ_АВ=0,336 м; ℓ_ВС=0,14 м; ℓ_СD=0,238 м.

3.2 Определение скоростей и ускорений всех точек и звеньев механизма методом планов (построение плана скоростей и плана ускорений)

 

Угловая скорость кривошипа

 

Определяем скорость кривошипа:

_A1 = ω₁ ·ℓ_оа= 7,85·0,084 =0,66 м/с.

 

Рассчитываем масштабный коэффициент для планов скоростей:

 

.

 

Уравнения для построения планов скоростей:

_В2 = V_A1 + V_в2A1 ┴ АВ V_D5 = V_D3 + V_D5D3 ׀׀ х-х_В3 =V_С + V_B3С ÐÐ А V_Е5 = V_Е6 + V_Е5Е6 ׀׀ у-у.

 

Скорость точки D определим по правилу подобия:

 

 

Определяем ускорение кривошипа:

 

 

Рассчитываем масштабный коэффициент для планов ускорений:

 

ω

Ускорение точки D определим по правилу подобия

 

_B3A = (ab)*μ_v=41*0,0165=0,68 м/с;_D3C=V=(P_vb)*μ_v=14*0.0165=0.23 м/с;

ω₂=V_B2A/ _AB=0.68/0.33=2 м/с²;

ω₃=V_B3C/ _BC=0.23/0.14=1.6 м/с²;_D5D3=(d₃d₅)*μ_v=11*0.0165=0.18 м/с;_E5E6=(P_Ve₅)*μ_v=21*0.0165=0.35 м/с;

а_B=(P_ab)*μ_a=33*0.1=3.3 м/с²;

а_Е=(P_ad₃)*μ_a=55*0.1=5.5 м/с²;_BA^τ=(n₁b)*μ_a=14*0.1=1.4 м/с²;_BC^τ=(n₂b)*μ_a=33*0.1=3.3 м/с²;

Ԑ₂=a_AB^τ/ _AB=1.4/0.33=4.3 с^-2;

Îïðåäåëåíèå ïåðåìåùåíèé, ñêîðîñòåé è óñêîðåíèé âåäîìîãî çâåíà ìåòîäîì ïîñòðîåíèÿ êèíåìàòè÷åñêèõ äèàãðàìì

 

Ðàññ÷èòûâàåì ìàñøòàáíûé êîýôôèöèåíò âðåìåíè:

 

μ_t = t_{äåéñòâ.}/[0-12] = 0,8/240 = 0,003ñ/ìì._{äåéñòâ.} = 2π/ω₁ = 6,28/7,85 = 0,8 ñ.

 

Ðàññ÷èòûâàåì ìàñøòàáíûé êîýôôèöèåíò ïåðåìåùåíèÿ:

μ_S ⁼ μ_ℓ ⁼ 0.0028 ì/ìì. Òîãäà₁ = S₁ = 5 ìì,₂ = S₂ = 28 ìì,₃ = S₃ = 60 ìì,₄ = S₄ = 81 ìì,₅ = S₅ = 94 ìì,₆ ⁼ S₆ = 98 ìì,₇ = S₇ = 92 ìì,₈ = S₈ = 76ìì,₉ = S₉ = 52 ìì,₁₀ = S₁₀ = 26 ìì,₁₁ = S₁₁ = 6,5 ìì,₁₂ = S₁₂ = 0 ìì,

Îïðåäåëÿåì ìàêñèìóì íà äèàãðàììå ïåðåìåùåíèÿ.

 

[À₆À^*]/[À₆À₅] = [6÷^*]/[6÷5] → [6÷^*] = ([À₆À^*][6÷5])/[À₆À₅] = 40/35 = 1,2 ìì.

 

Ðàññ÷èòûâàåì ìàñøòàáíûé êîýôôèöèåíò ñêîðîñòè:

 

 

Ðàññ÷èòûâàåì ìàñøòàáíûé êîýôôèöèåíò óñêîðåíèÿ:

 

 

Çíà÷åíèÿ ïåðåìåùåíèé, ñêîðîñòåé è óñêîðåíèé ñâîäèì â òàáëèöó:

 

Ïàðàìåòð
Ïåðåìåùåíèå S, ì		0,014	0,0784	0,168	0,227	0,263	0,274	0,258	0,213	0,146	0,073	0,018
Ñêîðîñòü V, ì/ñ		0,68	1,32	1,28	0,8	0,44	0,04	0,52	0,96	1,2	1,2	0,72
Óñêîðåíèå a, ì/ñ2	6,9		4,5	6,6		5,1	6,9	7,8	4,8	3,6	3,6	9,6

.
ÑÈËÎÂÎÅ ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈÅ ÌÅÕÀÍÈÇÌÀ

Îïðåäåëåíèå ñèë, äåéñòâóþùèõ íà çâåíüÿ ìåõàíèçìà

 

Îïðåäåëÿåì ñèëû òÿæåñòè:

₁= m₁g = 20,16*9,8 = 197,57 Í₃ = m₃g = 14,28*9,8 = 139,94 Í₅= m₅g = 100*9.8 =980 H

 

Óñêîðåíèÿ öåíòðîâ ìàññ:

 

 

Îïðåäåëÿåì ñèëû èíåðöèè:

_u2 = (-)m₂a_s2 =20,16*4,1 = 82,66 Í_u3 = (-)m₃a_s3 = 14,28*2,7= 38,56 Í_u5 = (-)m₅a_D = 100*5 = 500 H.

 

Îïðåäåëÿåì îñåâûå ìîìåíòû èíåðöèè:

_S2 = m₂ℓ_AB² = 0,1*20,16*0,336² = 0,228 êã·ì²_S3 = m₃ℓ_ÑD² =0,1*14,28*0,238² = 0,081 êã·ì².

 

Îïðåäåëÿåì ìîìåíòû èíåðöèè:

Ì_u2 = (-)ε₂J₂ = 4,3*0,228 =0,98 Íì.

Ì_uç = (-)ε₃J₃ = 23,6*0,238 =5,617 Íì.

 

4.2 Îïðåäåëåíèå ðåàêöèé â êèíåìàòè÷åñêèõ ïàðàõ

4.2.1 Ñèëîâîé ðàñ÷åò ñòðóêòóðíîé ãðóïïû 4-5

Ðåàêöèè è îïðåäåëèì èç ïîñòðîåíèÿ ïëàíà ñèë.

 

 

Âûáèðàåì ìàñøòàáíûé êîýôôèöèåíò ïëàíà ñèë:

μ_P = 10 Í/ìì.

Âûñ÷èòûâàåì âåêòîðà ñèë â ìì:

 

 

Ïîñëå ïîñòðîåíèÿ îïðåäåëÿåì ðåàêöèè:

 

4.2.2 Ñèëîâîé ðàñ÷åò ñòðóêòóðíîé ãðóïïû 2-3

Çàìåíÿåì Ì_è3 è Ð_è3 îäíîé ñèëîé , ïðèëîæåííîé íå â öåíòðå ìàññ:

 

Òîãäà

 

Îïðåäåëÿåì ðåàêöèþ R₁₂:

 

Ðåàêöèþ R₆₃ îïðåäåëèì èç ïîñòðîåíèÿ ïëàíà ñèë.

 

 

Îïðåäåëÿåì ìàñøòàáíûé êîýôôèöèåíò ïëàíà ñèë:

μ_P = 5 Í/ìì.

Âûñ÷èòûâàåì âåêòîðà ñèë â ìì:

 

 

Ïîñëå ïîñòðîåíèÿ îïðåäåëÿåì ðåàêöèþ:

 

 

4.2.3 Ñèëîâîé ðàñ÷åò âåäóùåãî çâåíà

Îïðåäåëÿåì óðàâíîâåøèâàþùóþ ñèëó Ð_óð:

 

 

Îïðåäåëÿåì ðåàêöèþ R₆₁ â øàðíèðå Î:

 

 

Çàäàåìñÿ ìàñøòàáîì ïëàíà ñèë

μ_P = 10 Í/ìì.

 

 

Ïîñëå ïîñòðîåíèÿ îïðåäåëÿåì ðåàêöèþ:

 

 

4.3 Îïðåäåëåíèå óðàâíîâåøèâàþùåé ñèëû ìåòîäîì Í.Å. Æóêîâñêîãî

 

 

Îïðåäåëÿåì ïîãðåøíîñòü ìåæäó íàéäåííûìè óðàâíîâåøèâàþùèìè ñèëàìè:

 

∆% = (Ð_óð.− Ð_óð')/Ð_Óð.·100%

 

∆% = (128 − 126)/128·100% = 1.6% < 5%

Çàêëþ÷åíèå

 

Âûïîëíåíèå äàííîãî êóðñîâîé ðàáîòû äàëî âîçìîæíîñòü ïîíÿòü îñíîâíûå ïîíÿòèÿ è çàäà÷è êóðñà, îçíàêîìèòüñÿ ñ îñíîâàìè ïîñòðîåíèÿ ìåõàíèçìîâ, ðàññìîòðåííûõ â äàííîé ðàáîòå, óÿñíèòü ïðèíöèïû ñòðóêòóðíîãî, êèíåìàòè÷åñêîãî àíàëèçà è ñèëîâîãî èññëåäîâàíèÿ ìåõàíèçìà, ïðîåêòèðîâàíèå ìåõàíèçìîâ ñ âûñøèìè è íèçøèìè êèíåìàòè÷åñêèìè ïàðàìè.

 

ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ

 

1. Àðòîáîëåâñêèé È.È. Òåîðèÿ ìåõàíèçìîâ è ìàøèí. - Ì: Íàóêà, 2010.

. Êîæåâíèêîâ Ñ.Í. Òåîðèÿ ìåõàíèçìîâ è ìàøèí. - Ì.: Ìàøèíîñòðîåíèå, 1973.

. Ïîïîâ Ñ.À. Êóðñîâîå ïðîåêòèðîâàíèå ïî òåîðèè ìåõàíèçìîâ è ìåõàíèêå ìàøèí. - Ì.: Âûñøàÿ øêîëà, 2006.

. Êóðñîâîå ïðîåêòèðîâàíèå ïî òåîðèè ìåõàíèçìîâ è ìàøèí./ Ïîä ðåäàêöèåé À.Ñ. Êîðåíÿêî, Ñ.Ä. Ïåòðîâñêèé, Ë.È. Êðåìåíøòåéí - Ì.: ÎÎÎ «ÌåäèàÑòàð», 2009.

5. Òåîðèÿ ìåõàíèçìîâ è ìàøèí./ Ïîä ðåäàêöèåé Ê.Â. Ôðîëîâà - Ì.; Âûñøàÿ øêîëà, 2007.

Ðàçìåùåíî íà Allbest.ru