Методичні вказівки до виконання курсового проекту

Найважливішими якостями будь-якого механізму є міцність, надійність та довговічність.

Для визначення конструктивних розмірів та розрахунку елементів кінематичних пар на міцність необхідно обчислити кінематичні параметри ланок механізму, знайти сили, які діють на кожну ланку та структурну групу.

Метою виконання І- ї частини курсового проекту є:

а) визначення впливу сил на ланки механізму, кінематичні пари і нерухомі опори та виявлення способів зменшення динамічних навантажень, що виникають під час дії механізму;

б) вивчення режимів руху механізмів під дією заданих сил та виявлення способів, які забезпечують задані режими руху.

Перша задача має назву силового розрахунку механізмів, другу називають динамікою механізмів.

Метод силового аналізу механізмів із використанням сил інерції та рівнянь динамічної рівноваги має назву кінетостатичного розрахунку.

Кінетостатичний розрахунок базується на принципі д’Аламбера. Відомо, що в загальному випадку всі сили інерції ланки, що виконує складний плоский рух, можна звести до головного вектора сил інерції та пари сил (моменту) інерції , які визначаються за формулами:

, , (3.1)

де – маса ланки;

– прискорення центра мас ланки;

– момент інерції ланки відносно осі, що проходить скрізь центр мас ланки;

– кутове прискорення ланки.

Знак «мінус» у формулах (3.1) вказує, що сила спрямована протилежно прискоренню , а момент – у бік, протилежний напрямку кутового прискорення .

Порядок виконання І-ї частини курсового проекту:

1) креслення кінематичної схеми механізму в заданому положенні та масштабі;

2) кінематичний аналіз механізму:

а) побудова плану швидкостей;

б) побудова плану прискорень.

3) розділ механізму на групи Ассура;

4) визначення реакцій в кінематичних парах, починаючи з групи ланок, яка найбільше віддалена від провідної ланки, та закінчуючи аналізом провідної ланки;

5) виконання силового розрахунку двоповідкової групи;

6) визначення врівноважувальної сили та врівноважувального моменту, які діють на кривошип.

Приклад виконання графічних матеріалів І-ї частини наведено в додатку Д.

В результаті динамічного аналізу плоского важільного механізму визначено зовнішні сили, які діють на кожну ланку та кінематичну пару. Такими зовнішніми зусиллями є сили інерції , моменти інерції , а також реакції в кінематичних парах . Під дією зовнішніх сил ланки плоского механізму зазнають сумісних деформацій.

Для даного типу плоских важільних механізмів переважаючими є сумісні деформації згину з розтягненням або стисненням.

Друга частина курсового проекту присвячена оцінці міцності елементів важільних механізмів на стадії проектування.

Для вирішення цієї задачі необхідно визначити за допомогою методу перерізів величини внутрішніх зусиль, що діють в перерізах елементів важільного механізму, побудувати епюри та визначити «небезпечний» переріз.

Сумісні деформації згину та розтягування (стиснення) зумовлюють появу в матеріалі нормального напруження, яке визначається алгебраїчною сумою напружень від згину та розтягування. Це напруження , згідно з умовами міцності, має бути не більшим за допущене для вибраного конструкційного матеріалу:

(3.2)

Рівняння (3.2) дає можливість знайти геометричні розміри небезпечного перерізу через підбір параметрів.

У випадку перерізів більш складної форми (кільце, двотавр тощо) геометричні параметри знаходять підбором, використовуючи довідникову літературу.

Графічну частину II-го розділу курсового проекту подають на аркуші формату А1 або А2. (приклад – додаток Д).

Порядок виконання II-ї частини курсового проекту:

1) креслення розрахункової схеми;

2) побудова епюр внутрішніх зусиль;

3) підбір перерізів та виконання розрахунку на міцність.