Методические указания к выполнению задачи 1

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

НАБЕРЕЖНОЧЕЛНИНСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ)

ФГАОУ ВПО «КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра «Механика и конструирование»

ПРИКЛАДНАЯ МЕХАНИКА

Учебное пособие для практических занятий и самостоятельной работы студентов

Набережные Челны

УДК 621.8

Талипова И.П., Тазмеева Р.Н., Кривошеев В.А. Прикладная механика: учебное пособие для практических занятий и самостоятельной работы студентов.- Набережные Челны: НЧИ К(П)ФУ, 2014 – 100 с.

Методическая пособие содержит задания для практических занятий и самостоятельной работы по прикладной механике. Задания охватывают основные разделы курса: часть 1 – анализ рычажного механизма: структурное, кинематическое и силовое исследование плоских рычажных меха­низмов, часть 2 – расчет привода: кинематический расчет привода, расчет зубчатых колес, эскизная компановка валов, выбор подшипников.

Приводятся примеры выполнения каждой задачи практической работы.

Рецензент: д.т.н., профессор Байрамов Ф.Д.

Учебное пособие одобрено на заседании методического совета автомобильного отделения

© Набережночелнинский институт К(П)ФУ, 2014

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр.

Часть 1 Анализ рычажного механизма

Задача 1 Структурный анализ плоского

рычажного механизма 3

Задача 2. Кинематический анализ механизмов 12

Задача 3. Силовой анализ механизмов 34

Часть 2. Расчет привода

Задача 4 Предварительный расчет привода 49

Задача 5. Расчет цилиндрической зубчатой передачи 67

Задача 6. Проектный расчет вала 92

Рекомендуемая литература 99

ЧАСТЬ 1 АНАЛИЗ РЫЧАЖНОГО МЕХАНИЗМА

ЗАДАЧА 1 СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ ПЛОСКОГО РЫЧАЖНОГО МЕХАНИЗМА

Для выполнения 1 задачи необходимо выполнить следующее:

1. Ознакомиться с заданной схемой механизма, выявить стойку, входное, выходное и промежуточные звенья. Изобразить структурную схему механизма без соблюдения масштаба, пронумеровать все звенья (стойку обозначить цифрой 0), обозначить все кинематические пары прописнымибуквами (О, А, В, С.);

2. Установить виды движения звеньев относительно стойки (абсолютные) и виды движения относительно друг друга. Составить таблицу кинематических пар, в которой указать номера звеньев, образующих каждую пару, название каждой пары и число её степеней свободы;

3. Найти число степеней свободы механизма по формуле П.Л. Чебышева;

4. Выделить начальное звено 1 и стойку 0, изобразив их отдельно;

5. Оставшуюся кинематическую цепь разложить на структурные группы (группы Ассура), изобразив их отдельно. Указать класс и вид каждой структурной группы.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЗАДАЧИ 1

Рассмотрим основные термины.

Звено механизма - твердое тело, входящее в состав механизма. Звено мо­жет содержать одну или несколько деталей, соединенных жестко между собой.

Стойка - неподвижное звено механизма.

Входное звено - звено, которому сообщается движение, преобразуемое механизмом в требуемые движения других звеньев.

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

Кинематическая пара - соединение двух соприкасающихся звеньев, до­пускающее их относительное движение.

Элемент кинематической пары - совокупность поверхностей, линий и от­дельных точек звена, по которым оно соприкасается с другим звеном.

В высших кинематических парах элементом соприкосновения является ли­ния или точка.

В низших кинематических парах элементом соприкосновения является по­верхность.

Числом степеней свободы механической системы называется число неза­висимых параметров, определяющих положение системы.

По числу степеней свободы в относительном движении звеньев кинемати­ческие пары делятся на одно -, двух -, трех -, четырех и пяти подвижные, которые налагают на относительное движение звеньев соответственно пять, четыре, три, две и одну связь. Изображения и характеристики некоторых кинематических пар приведены в таблице 1.

Таблица 1.1 - Классификация кинематических пар по числу

связей и по подвижности

Класс пары	Число связей	Подвижность	Пространственная схема (пример)	Условные обозначения
I
II
III
IV
V

Примечание: Стрелки у координатных осей показывают возможные угловые и линейные относительные перемещения звеньев. Если стрелка перечеркнута, то данное движение в КП запрещено (т.е. на данное относительное движение наложена связь).

Число степеней свободы пространственного механизма без избыточных связей определяют по формуле А.П. Малышева:

W = 6n – 5p₁ – 4p₂ – 3p₃ – 2p₄ – p₅

где п - число подвижных звеньев;

р₁ - число одноподвижных кинематических пар;

р₂ - число двух подвижных кинематических пар;

р₃ - число трёх подвижных кинематических пар;

р₄ - число четырёх подвижных кинематических пар;

р₅ - число пятиподвижных кинематических пар.

Число степеней свободы плоского механизма определяют по формуле П.Л. Чебышева:

W = 3п - 2р₅ –р₄.

Рычажные механизмы содержат только низшие кинематические пары.

В состав рычажных механизмов могут входить следующие звенья.

Кривошип - звено, которое может совершать полный оборот вокруг стойки.

Коромысло - звено, образующее вращательную пару со стойкой и не спо­собное проворачиваться на полный оборот.

Шатун - звено, не входящее в кинематическую пару со стойкой.

Ползун - звено, образующее поступательную пару со стойкой.

При изображении механизма на чертеже применяют структурную схему с использованием условных изображений звеньев без соблюдения их размеров и кинематическую схему с соблюдением размеров звеньев, необходимых для кине­матического исследования. Для решения задач синтеза и анализа сложных рычажных механизмов профессором Петербургского университета Ассуром Л.В. была предложена оригинальная структурная классификация. По этой классификации механизмы, не имеющие избыточных связей и местных подвижностей состоят из первичных механизмов и структурных групп Ассура.