Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики

Министерство сельского хозяйства РФ

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики

РАСЧЁТНО – ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОЙ РАБОТЕ

ПО ТЕОРИИ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН

Методические указания для выполнения курсовой работы

по дисциплине «Теория механизмов и машин»

обучающихся по направлению подготовки бакалавра 23.03.03

«Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов»

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

УДК 539.3/6

Долгушин В.А. Расчетно-пояснительная записка к курсовой работе по теории механизмов и машин. Методические указания для выполнения курсовой работы по дисциплине «Теория механизмов и машин» обучающихся по на- правлению подготовки бакалавра 23.03.03 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов». – СПб. – СПбГАУ. – 2017. – 27 с.

РЕЦЕНЗЕНТЫ:

доктор технических наук, профессор кафедры «Технические системы в агробизнесе» СПбГАУ М.А. Новиков;

кандидат технических наук, доцент кафедры « Автомобили, тракторы и технический сервис» СПбГАУ А.И. Фомичёв.

Методические указания предназначены для обучающихся по дисциплине «Теория механизмов и машин» по направлению подготовки бакалавра 23.03.03 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов», профилю подготовки «Сервис транспортных и транспортно-технологических машин и комплексов (сельское хозяйство)». Они составлены в соответствии с требованиями ФГОС ВО подготовки бакалавра по указанному направлению, учебным планом и рабочей программой дисциплины.

В методических указаниях приведены основные теоретические сведения, расчетные формулы и справочная литература, необходимые для проведения структурного, кинематического и динамического анализа механизмов, и показан пример оформления расчетно-пояснительной записки к курсовой работе по теории механизмов и машин в соответствии с требованиями ЕСКД. Состав и содержание материала, помещенного в методических указаниях, учитывают специфику подготовки обучающихся по указанному направлению и будут способствовать закреплению и углублению знаний студентов по общим научным основам исследования и проектирования механизмов и машин и оформлению конструкторской документации в соответствии с требованиями ЕСКД.

Рекомендованы к изданию и публикации на электронном носителе для последующего размещения в электронной сети СПбГАУ согласно соответствующему договору Учебно-методическим советом ФГБОУ ВО СПбГАУ, протокол № __ от __ _______ 2017 года.

© В.А. Долгушин, 2017

© ФГБОУ ВО СПбГАУ, 2017

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение и общие указания………………………………………………………... 2

1. Структурный анализ механизма………………………………………………. 5

1.1. Схема заданного механизма ……………………………………………….. 5

1.2. Определение степени подвижности механизма ………………………….. 6

1.3. Разложение механизма на структурные группы Ассура, определение

их класса, порядка и вида ……………………………………………………. 6

1.4. Определение формулы строения механизма, его класса и порядка …….. 6

2. Кинематическое исследование механизма…………………………………...6

2.1. Построение планов положений механизма………………………………… 6

2.2. Построение планов скоростей механизма………………………………...... 7

2.3. Построение планов ускорений механизма………………………………... 9

2.4. Построение диаграмм перемещений, скоростей и ускорений ползуна… 12

3. Силовой расчёт механизма…………………………………............................. 14 3.1. Определение силы сопротивления Рс по индикаторной диаграмме …….. 14 3.2. Силовой расчёт группы Ассура 2-го класса 2-го вида……………………… 15

3.3. Силовой расчёт группы Ассура 2-го класса 1-го вида…………………….. 17

3.4. Силовой расчёт ведущего звена…………………………………………….. 18

3.5. Определение уравновешивающей силы Ру методом Н.Е. Жуковского…. 19

4. Расчёт маховика…………………………………………………………………. 20

4.1. Построение графика приведенных моментов инерции Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru ……… 20

4.2. Построение графика приведенных моментов сил Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru …………... 21

4.3. Построение графиков работ Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru , Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru , Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru ………… 23

4.4. Построение диаграммы энергомасс Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru ………………… 25

4.5. Определение размеров маховика …………………………………………... 25

Литература ……………………………………………………………………...26

Приложение……………………………………………………………………… 27

ВВЕДЕНИЕ И ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

Курсовая работа выполняется с целью углубления и обобщения знаний, полученных студентами при изучении курса теории механизмов и машин. Она является первой большой самостоятельной работой студентов, обучающимися по направлению подготовки бакалавра 23.03.03 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов», и способствует закреплению и углублению знаний студентов по общим научным основам исследования и проектирования механизмов и машин и оформлению конструкторской документации в соответствии с требованиями ЕСКД.

В состав курсовой работы входят 3 листа формата А1 графических построений и расчётно-пояснительная записка, выполняемая на листах формата А4.

На титульном листе расчетно-пояснительной записки указывается название университета и кафедры, тема курсовой работы, фамилия, имя, отчество и номер учебной группы студента (см. приложение). После титульного листа приводится оглавление, затем задание на курсовую работу в соответствии с вариантом, выданным преподавателем, и с новой страницы начинается расчетная часть записки. В конце записки указывается список используемой литературы, ставится дата выполнения работы и подпись студента.

Расчетно-пояснительная записка пишется чернилами, шариковой ручкой или (предпочтительнее) печатается на компьютере на одной стороне листа писчей бумаги, по периметру которого оставляют поля: слева - 30 мм, справа – 15 мм, сверху и снизу – по 20 мм. Содержание записки должно включать все выполняемые при проектировании расчеты и пояснения со ссылками на чертежи, схемы, таблицы и используемую литературу. Описание делается к каждому разделу курсовой работы и содержит:

1. Условие задачи;

2. Полное численное решение задачи для указанных положений механизма;

3. Сводные таблицы результатов расчетов по каждому разделу.

Все расчеты в записке должны сопровождаться необходимыми схемами, вычерченными в произвольном масштабе, но с применением чертежного инструмента. Все уравнения и формулы, используемые при расчётах, сначала записываются в буквенных выражениях, а затем в них подставляются численные значения и вычисляется результат с указанием единицы измерения.

При выполнении курсовой работы должна использоваться Международная система единиц (СИ). В системе СИ за основные приняты следующие единицы измерения: длина – метр (м); масса – килограмм (кг); время – секунда (с).

В качестве единицы измерения силы принят ньютон (Н), представляющий

собой силу, которая массе тела в 1 кг сообщает ускорение в 1 Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru . Момент пары сил имеет размерность ньютон-метр (Н·м). Момент инерции имеет размерность килограмм-метр в квадрате ( Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru ).

По окончании расчета листы пояснительной записки нумеруются и скрепляются в общую обложку с титульным листом. Общий объем расчетно-пояснительной записки составляет 20 – 25 страниц машинописного текста.

Студенты с правильно выполненными и проверенными преподавателем курсовыми работами допускаются к защите. При оценке курсовой работы основное внимание обращается на понимание студентом теории и обоснование выполненных им расчетов и графических построений. При этом учитывается качество выполнения графической части работы и грамотность оформления расчетно-пояснительной записки.

К экзамену по курсу “Теория механизмов и машин” допускаются студенты, успешно защитившие курсовую работу.

Силовой расчёт механизма.

3.1. Определение силы сопротивления Рс по индикаторной диаграмме.

Изображаем механизм в положении, заданном для силового расчёта (см. лист 2). Отсоединяем от механизма группу Ассура, состоящую из звеньев 4 и 5 и вычисляем по индикаторной диаграмме силу РС, действующую на ползун. Для этого:

1. Строим индикаторную диаграмму под схемой механизма так, чтобы по оси абсцисс величина HС на индикаторной диаграмме совпадала с полным ходом ползуна HС на схеме механизма, а по оси ординат диаграммы изображалась сила Рmах, действующее на ползун, в масштабе Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru равном

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru ,

где Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru - длина отрезка ОD в мм.

           
  Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru
 
   
 
 
   
 

2. Определяем на индикаторной диаграмме абсциссу ОВ, соответствующую положению механиза, указанному в задании для силового расчёта.

3. Ордината СВ (мм), соответствует силе сопротивления РС .

4. Вычисляем величину силы сопротивления по формуле

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru .

Определяем силы тяжести звеньев по формуле Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru . Результаты сводим в таблицу 5.

Таблица 5. Значения силы тяжести звеньев механизма

  Номер звена        
  Масса звена (кг)     т2 =   т3 =   т4 =   т5 =
  Сила тяжести (Н)     G2 =   G3 =   G4 =   G5 =

Определяем силы инерции и моменты инерционных сил звеньев в положении, заданном для силового расчёта. Согласно принципу Даламбера:

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru

Результаты вычислений сводим в таблицу 6.

Таблица 6. Значения масс, сил инерции и моментов сил инерции звеньев.

  Номер звена        
  Масса звена (кг)     т2 =   т3 =   т4 =   т5 =
  Сила инерции (н)     Ри,2 =   Ри,3 =   Ри,4 =   Ри,5 =
  Момент инерции звена (кг.м2 )     JS2 =   JS3 =   JS4 =    
  Момент инерци- онных сил (н.м )     Ми,2 =   Ми,3 =   Ми,4 =  

Переносим с листа №1 на лист №2 план ускорений в положении, заданном для силового расчёта.

Показываем все силы и моменты на плане механизма. В центрах масс звеньев (точки S2 , S3 , S4 , S5) вертикально вниз – силы тяжести. В этих же точках показываем силы инерции, направленные в сторону, противоположную вектору ускорения данного центра масс.

Силу сопротивления прикладываем к ползуну и направляем так, как показано на схеме задания.

Моменты инерционных сил направляем противоположно угловым ускорениям звеньев e2, e3, e4.

3.2. Силовой расчёт группы Ассура 2-го класса 2-го вида.

Отсоединяем от механизма группу Ассура, состоящую из звеньев 4 и 5. Заменяем действие Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ruи Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ruдействием одной силы Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru ,но приложенной не в центре масс, а в точке Т4 (точке качания звена), положение которой определяем после нахождения плеча h4, равного

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru [мм].

Переносим силу Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ruпараллельно самой себе в точкуТ4 .

Определяем реакции в кинематических парах.

Прикладываем к звеньям рассматриваемой группы все внешние силы, действующие на неё: Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru. Действие отброшенных звеньев (кривошипа 1 и стойки 0) заменяем реакциями Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ruи Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru. Реакцию Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ruразложим на 2 составляющие:

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru, направленную по оси звена 4;

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru , направленную перпендикулярно оси звена 4.

Реакция Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru перпендикулярна направлению движения ползуна.

При определении реакций в кинематических парах используем уравнения равновесия всей структурной группы или её звеньев, представленных в виде:

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru , (1)

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru . (2)

Составим уравнение вида (2) для звена 4:

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru , то есть Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru ,

откуда Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru (н),

где Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru и Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru находим по чертежу: Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru ; Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru

Составляем уравнение (1) для структурной группы второго вида (звеньев 4 и 5):

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru ,т.е. Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru (3)

Строим план сил группы согласно уравнению (3) в выбранном масштабе Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru .

В результате построения плана сил находим величины Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru и Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru по формулам:

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru (н); Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru (н).

Полная реакция звена 1 на звено 4 равна геометрической сумме

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru ; Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru (н).

Для нахождения реакции Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru напишем уравнение вида (1) для звена 4.

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru ; Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru (4)

Строим план сил звена 4, из которого находим величину Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru (н).

Для определения точки приложения силы Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru составим уравнение равновесия вида (2) для звена 5:

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru ; Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru , из этого выражения находим

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru (5)

Поскольку по условию центр масс звена 5 совпадает с точкой Е, то Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru .

Из выражения (5) следует, что Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru , то есть реакция Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru приложена в точке Е.

3.3. Силовой расчёт группы Ассура 2-го класса 1-го вида.

Отсоединяем от механизма группу Ассура, состоящую из звеньев 2 и 3. Заменяем действие Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ruи Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ruдействием одной силы Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru ,но приложенной не в центре масс, а в точке Т2 , положение которой определяем после нахождения плеча h2: Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru [мм].

Переносим силу Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ruпараллельно самой себе в точкуТ2 .

Аналогичные действия производим со звеном 3.

Заменяем действие Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ruи Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ruдействием одной силы Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru ,но приложенной не в центре масс, а в точке Т3 , положение которой определяем после нахождения плеча h3, равного Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru [мм].

Переносим силу Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ruпараллельно самой себе в точкуТ3 .

Определяем реакции в кинематических парах.

Прикладываем к звеньям рассматриваемой группы все внешние силы, действующие на неё: Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru. Действие звена 1 и стойки 0 заменяем реакциями Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ruи Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru. Реакцию Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ruразложим на 2 составляющие:

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru- по оси звена 2;

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru- перпендикулярно оси звена 2.

Составим уравнение равновесия вида (2) для звена 2:

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru ; Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru , (6)

где плечи Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ruи Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ruнаходим по чертежу:

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru; Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru

Из уравнения (6) находим: Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru (н),

Аналогично поступаем со звеном 3.

Реакцию Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ruразложим на 2 составляющие:

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru- по оси звена 3;

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru- перпендикулярно оси звена 3.

Составим уравнение равновесия вида (2) для звена 3:

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru ; Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru , (7)

где плечи Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ruи Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ruнаходим по чертежу:

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru; Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru

Из уравнения (7) находим: Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru (н)

Составляем уравнение вида (1) для группы:

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru ; Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru (8)

Строим план сил группы согласно уравнению (8) в выбранном масштабе Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru .

В результате построения плана сил находим величины Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru и Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru .

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru ; Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru .

Полная реакция звена 1 на звено 2 равна геометрической сумме:

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru ; Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru (н).

Полная реакция стойки на звено 3 равна:

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru ; Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru (н).

Определяем реакцию Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ruмежду звеньями 2 и 3. Для этого напишем уравнение вида (1) для звена 2.

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru ; Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru (9)

Строим план сил звена 2 согласно этому уравнению, из которого находим силу взаимодействия между звеньями 2 и 3.

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru (Н).

3.4. Силовой расчёт ведущего звена.

Изображаем звено 1 в положении, заданном для силового расчёта со всеми силами, действующими на него:

в точке В действует сила Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru (реакция от отброшенного звена 2, известная по величине и направлению из предыдущего расчёта);

в точке В действует сила Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru (реакция от отброшенного звена 4, известная по величине и направлению из предыдущего расчёта);

в точке В действует уравновешивающая сила Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru , направленная перпендикулярно звену 1 (пока неизвестной величины);

в точке А действует реакция Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru , неизвестная по величине и направлению.

Из уравнения вида (2), составленного для звена 1, находим Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ruпо формуле

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru , т.е. Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru ,

откуда Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru (н),

где Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru и Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru (плечи сил Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru и Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru ) находятся по чертежу с учётом масштабного коэффициента:

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru (м), Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru (м).

Составляем уравнение равновесия вида (1) для звена 1

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru , т.е. Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru

Строим план сил согласно этому уравнению и находим из него величину и направление реакции Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru по формуле

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru (н).

3.5. Определение уравновешивающей силы Ру методом Н.Е. Жуковского.

Переносим с листа № 1 на лист № 2 план скоростей механизма в положении, заданном для силового расчёта.

Находим на плане скоростей точки Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru , соответствующие местам приложения внешних сил Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru .

Переносим эти силы с плана механизма в соответствующие точки плана скоростей, предварительно повернув каждую сил в одну и ту же сторону на 90º.

Принимаем план скоростей за жёсткий рычаг с опорой в полюсе “р”, и записываем уравнение равновесия этого рычага Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru . При этом длины плеч берём с плана скоростей прямо в мм. Учитывая, что момент от силы Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ruравен нулю (т.к. его плечо равно нулю), имеем:

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru

Откуда находим величину Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru :

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru (Н).

Определяем погрешность определения Ру методом планов сил и методом рычага Н.Е. Жуковского:

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru

Расхождение не должно превышать (5 – 8) %.

Расчёт маховика.

На листе №3 изображаются:

1. График приведенных моментов инерции Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru ;

2. График приведенных моментов сил Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru ;

3. График работ сил сопротивления и движущих сил Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru и Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru ;

4. График избыточной работы Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru ;

5. График приращения кинетической энергии в функции от приведенного момента инерции (диаграмма энергомасс) Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru .

6. Эскиз маховика.

4.1. Построение графика приведенных моментов инерции Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru .

Из теории известно, что все реальные массы и моменты инерции звеньев механизма можно заменить эквивалентным моментом инерции Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru , которым как бы обладает звено приведения (кривошип).

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru (10)

где: Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru - масса звена i ;

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru - скорость центра масс звена i ;

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru - момент инерции звена i относительно оси, проходящей через его центр масс;

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru - угловая скорость звена i ;

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru - угловая скорость звена приведения;

п – число подвижных звеньев;

Используя данные кинематического анализа (лист №1), вычисляем величину Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru для 12 положений механизма. Для этого:

1. вычисляем постоянные величины, входящие в формулу (1):

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru , Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru …, Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru , Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru

2. Составляем таблицу для будущего графика Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru :

Таблица 7. Данные для построения графика Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru .

Положения механизма
Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru            
Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru            
           
Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru            
Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru            
           
Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru            
Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru            
           
Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru            
Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru            
           
Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru            

3. По полученным данным строим график Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru , повёрнутый на 90º по часовой стрелке относительно обычного положения и размещаем его в левом верхнем углу листа №3. Масштабы графика Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ruи Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ruвычисляем по формулам:

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru; Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru

Здесь Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru - максимальное значение приведенного момента;

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru - отрезок (в мм), отражающий величину Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru на графике;

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru - отрезок (в мм) по оси j, соответствующий одному полному циклу механизма.

4.2. Построение графика приведенных моментов сил Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru .

Вычисляем величину приведенного момента по формуле

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru, (11)

где Pi и Mi - силы и моменты, действующие на звенья механизма;

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru - скорость точки, в которой приложена сила Pi ;

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru - угол между направлением вектора силы Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru и направлением скорости точки приложения силы;

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru - угловая скорость звена, к которому приложен момент Мi ;

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru - угловая скорость звена приведения (кривошипа);

n – число подвижных звеньев механизма.

Поскольку в задании отсутствуют внешние активные моменты Мi формула (11) упрощается и принимает вид

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru (12)

где Pi - есть активные силы. Силы инерции звеньев не должны входить в число сил Pi .

Составляем таблицу для будущего графика Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru .

Используя данные кинематического анализа (лист №1), вычисляем величину углов Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru для 12 положений механизма. Для этого на каждом из 12 планов скоростей отыскиваем точки, соответствующие местам приложения внешних сил, прикладываем в этих точках векторы внешних сил и измеряем угол между векторами Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru и Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru . Результаты заносим в таблицу 8.

Таблица 8. Данные для построения графика Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru .

Положения механизма
Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru            
Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru            
Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru            
             
Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru            
Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru            
Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru            
Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru            
…..            
Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru            
Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru            
Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru            
Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru              
Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru            

По данным таблицы 8 строим график Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ruи размещаем его справа от графика Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru . Масштабы графика Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ruи Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ruвычисляем по формулам:

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru - масштаб по оси ординат;

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru - масштаб по оси абсцисс.

Здесь: Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru - максимальное значение приведенного момента;

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru - отрезок (в мм), отражающий величину Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru на графике;

l - отрезок (в мм) по оси j, соответствующий одному полному циклу механизма (один полный оборот кривошипа).

4.3. Построение графиков работ Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru , Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru , Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru .

Если графически проинтегрировать кривую Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru, получим график работ Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru для рабочей машины. Для этого через точки 1, 2, 3, … на оси абсцисс графика Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ruпроводим вертикальные прямые. В результате получим трапеции с криволинейными верхними границами. Эти трапеции превращаем в равновеликие прямоугольники с высотой Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru , Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru , … Вершины прямоугольников сносим на ось Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru и из полюса Р, взятого на произвольном расстоянии Н, проводим в снесённые точки лучи Р1, Р2, Р3 …

Под графиком Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru проводим оси будущего графика Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru . От начала координат при помощи лучей Р1, Р2, Р3 … строим верёвочную кривую, проводя отрезки 0-а, a-b, b-c …, параллельные лучам Р1, Р2, Р3 … Полученная ломаная линия представляет собой приближённый искомый график Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru .

Масштаб полученного графика будет равен

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru ,

где Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru - масштаб по оси работ;

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru - масштаб по оси приведенных моментов;

Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru - масштаб по оси j в Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru ;

Н – полюсное расстояние на графике приведенных моментов сил в мм.

Учитывая, что за цикл установившегося движения Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru , соединим прямой линией начало и конец полученной кривой Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru . Тогда получим график Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru для рабочей машины.

Если теперь графически продифференцировать полученный график прямой линии, то получим зависимость Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru . Для этого из полюса Р проводим прямую, параллельную графику прямой линии до пересечения её с осью Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru , а затем из полученной точки проводим линию, параллельную оси абсцисс. Это и будет искомый график.

Эту зависимость получаем, вычитая из ординат графика Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru ординаты графика Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru для каждого положения механизма: Кафедра прикладной механики, физики и инженерной графики - student2.ru . Соединив полученные точки плавной кривой, получаем требуе

Наши рекомендации