close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

raschetno poyasnitelnaya zapiska(1)

код для вставкиСкачать

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
"Тольяттинский государственный университет"
Кафедра: "Нано технологии, материаловедение и механика"
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ по прикладной механике
Студентки группы ЗОСб-1101:
Андриановой Любови
Тольятти, 2012.
Содержание
Пункт 1: кинематический анализ
1.1 - структурный анализ
1.2 - построение положения механизма в масштабе
1.3 - построение кинематических диаграмм ползуна
1.4 - построение планов скоростей и ускорений
1.5 - сравнительный анализ
Пункт 2: Кинетостатический анализ
2.1 - расчет внешних сил
2.2. - расчет групп Ассура
2.3 - расчет ведущего звена
2.4 - рычаг Жуковского
2.5 - сравнительный анализ
Пункт 3: Синтез кулачкового механизма
3.1 - построение кинематических диаграмм толкателя
3.2 - Определение максимального радиуса кулачковой шайбы
3.3 - построение кулачка
Пункт 4: Зубчатая передача
4.1 - Определение передаточных отношений аналитически
4.2 - Определение передаточных отношений методом картин скоростей
4.3 - Определение времени разгона (остановки)
1.2 Построение положения механизма в масштабе
Исходные данные:
nAB - число оборотов кривошипа - 550 об/мин
rAB - радиус кривошипа - 0,15 м
lBC - длина шатунов - 0,8 м Выберем длину кривошипа на чертеже:
AB = 30 мм
Расчет масштабного коэффициента механизма:
μl= rAB/AB μl=0,005 м/мм
Рассечет длины шатунов на чертеже:
BC=lBC/(μl )=160мм
Строим траекторию шатуна, выделив точки В0
1.3 Построение кинематических диаграмм ползуна
1. вычерчиваем схему механизма в масштабе μl в 12 положениях, соответствующих последовательным поворотам кривошипа АВ на 30°. За начальное положение кривошипа принимаем АВ0 , при котором ползун С занимает крайнее правое положение С0
2. строим оси координат Sc - t и на оси абсцисс откладываем отрезок l=00 в мм , изображающий время одного полного оборота кривошипа в масштабе. Отрезок l делим на 12 равных частей и в соответствующих точках 1, 2, 3... по оси ординат откладываем расстояния S_c2,S_c1,..., пройденные точкой С, от ее крайнего правого положения.
До крайнего левого С6 расстояния возрастают , а начиная с этого положения, они будут уменьшаться, когда кривошип придет в начальное положение, ордината (Sc - t) будет равна нулю.
3. Соединяем последовательно плавной кривой полученные точки. Полученная кривая является диаграммой расстояния точки С
Масштабный коэффициент 1 графика:
μφ=2π/120 μφ=0,05233
μs=μl
H1= 30 мм
Точка проекции опускается на середину участка
При построении кривой пути, пройденного точкой С, нужно, начиная от положения С6 к ординате прибавлять расстояния С1С8; С7С9 и т.д.
Масштабный коэффициент второго графика:
μ ds/dφ=(μs∙w1)/(H1∙ μφ); (м⁄с^2 )/мм
μ ds/dφ= 0,01833
w_1= (π ∙n_1)/30; c-1
w_1=5,7566
Масштабный коэффициент третьего граффика:
μ (d^2 s)/(dφ^2 )=(μ ds/(dφ )∙w_1)/(H_1∙μ_φ ) ; (м⁄с^2 )/мм μ (d^2 s)/(dφ^2 )=0,067
n1 = nAB = 0,15 1.4 Построение планов скоростей и ускорений:
Построение планов скоростей
1. v_B=w_(1 )∙ r_AB; м/с
v_B=8,6 2. |p├ b┤|=40, мм┤
3. μ_v=v_b/|p┤ ├ b┤| ; (м⁄с)/мм μ_v=0,2
Отложим перпендикулярно вектору АВ вектор скорости, длина которого задается произвольно.
Чтобы найти скорость точки С составим систему уравнений и решим ее графически:
4. {█(v_c=v_B+v_(CB )⫠шатуну@v_c⫽xx-из полюса π)┤
5. Рассчитаем относительную угловую скорость шатуна:
ω_2=v_CB/l_CB ;c^(-1)
v_CB=|bc|∙μ_(v );м/с
l_CB=0,8 м
l_BD=0,4 м
|bc|- смотрим на плане скоростей
Скорость точки S2 откладываем как 1/3 длины шатуна. На плане скоростей находится по теореме подобия.
Теорема: Одноименные фигуры на планах механизма и на плане скоростей подобны, а их сходственные стороны взаимно перпендикулярны.
Планы скоростей:
В10
{█(v_c=v_B+v_(CB )⫠шатуну@v_c⫽xx-из полюса π)┤
v_CB=|bc|∙μ_v=0,3∙0,2=0,06
ω_2=v_CB/l_CB =0,075
{█(v_D=v_B+v_(BD )@v_D⫽yy)┤
v_BD=|bd|∙μ_v=0,28∙0,2=0,056
ω_2=v_BD/l_BD =0,14
B9
{█(v_c=v_B+v_(CB )⫠шатуну@v_c⫽xx-из полюса π)┤
v_CB=|bc|∙μ_v=0∙0,2=0
ω_2=v_CB/l_CB =0
{█(v_D=v_B+v_(BD )@v_D⫽yy)┤
v_BD=|bd|∙μ_v=0,42∙0,2=0,084
ω_2=v_BD/l_BD =0,21
B8
{█(v_c=v_B+v_(CB )⫠шатуну@v_c⫽xx-из полюса π)┤
v_CB=|bc|∙μ_v=0,21∙0,2=0,042
ω_2=v_CB/l_CB =0,052
{█(v_D=v_B+v_(BD )@v_D⫽yy)┤
v_BD=|bd|∙μ_v=0,35∙0,2=0,07
ω_2=v_BD/l_BD =0,175
B7
{█(v_c=v_B+v_(CB )⫠шатуну@v_c⫽xx-из полюса π)┤
v_CB=|bc|∙μ_v=0,35∙0,2=0,07
ω_2=v_CB/l_CB =0,087
{█(v_D=v_B+v_(BD )@v_D⫽yy)┤
v_BD=|bd|∙μ_v=0,22∙0,2=0,044
ω_2=v_BD/l_BD =0,11
B6
{█(v_c=v_B+v_(CB )⫠шатуну@v_c⫽xx-из полюса π)┤
v_CB=|bc|∙μ_v=0,4∙0,2=0,08
ω_2=v_CB/l_CB =0,1
{█(v_D=v_B+v_(BD )@v_D⫽yy)┤
v_BD=|bd|∙μ_v=0,4∙0,2=0,08
ω_2=v_BD/l_BD =0,2
B5
{█(v_c=v_B+v_(CB )⫠шатуну@v_c⫽xx-из полюса π)┤
v_CB=|bc|∙μ_v=0,36∙0,2=0,072
ω_2=v_CB/l_CB =0,09
{█(v_D=v_B+v_(BD )@v_D⫽yy)┤
v_BD=|bd|∙μ_v=0,22∙0,2=0,044
ω_2=v_BD/l_BD =0,11
B4
{█(v_c=v_B+v_(CB )⫠шатуну@v_c⫽xx-из полюса π)┤
v_CB=|bc|∙μ_v=0,22∙0,2=0,044
ω_2=v_CB/l_CB =0,055
{█(v_D=v_B+v_(BD )@v_D⫽yy)┤
v_BD=|bd|∙μ_v=0,35∙0,2=0,07
ω_2=v_BD/l_BD =0,175
B3
{█(v_c=v_B+v_(CB )⫠шатуну@v_c⫽xx-из полюса π)┤
v_CB=|bc|∙μ_v=0∙0,2=0
ω_2=v_CB/l_CB =0
{█(v_D=v_B+v_(BD )@v_D⫽yy)┤
v_BD=|bd|∙μ_v=0,42∙0,2=0,084
ω_2=v_BD/l_BD =0,21
B2
{█(v_c=v_B+v_(CB )⫠шатуну@v_c⫽xx-из полюса π)┤
v_CB=|bc|∙μ_v=0,21∙0,2=0,042
ω_2=v_CB/l_CB =0,052
{█(v_D=v_B+v_(BD )@v_D⫽yy)┤
v_BD=|bd|∙μ_v=0,355∙0,2=0,071
ω_2=v_BD/l_BD =0,177
B1
{█(v_c=v_B+v_(CB )⫠шатуну@v_c⫽xx-из полюса π)┤
v_CB=|bc|∙μ_v=0,34∙0,2=0,068
ω_2=v_CB/l_CB =0,085
{█(v_D=v_B+v_(BD )@v_D⫽yy)┤
v_BD=|bd|∙μ_v=0,21∙0,2=0,042
ω_2=v_BD/l_BD =0,105
B0
{█(v_c=v_B+v_(CB )⫠шатуну@v_c⫽xx-из полюса π)┤
v_CB=|bc|∙μ_v=0,4∙0,2=0,08
ω_2=v_CB/l_CB =0,1
{█(v_D=v_B+v_(BD )@v_D⫽yy)┤
v_BD=|bd|∙μ_v=0∙0,2=0
ω_2=v_BD/l_BD =0
Построение плана ускорений.
1. a_b=ω_1^2∙r_AB м/с^2 Т.к. кривошип вращается равномерно, то ускорение точки В имеет только одну составляющую, нормальное ускорение.
2. |πb|=50, мм 3. Масштабный коэффициент плана ускорений:
μ_a=a_b/|πb| ;(м⁄с^2 )/мм
4. Для точки С составим систему уравнений:
{█(a_c=a_B+a_CB^n+a_CB^τ@a_c⫽xx)┤
5. Рассчитаем нормальное ускорение:
a_CB^n=(v_CB^2)/l_CB Длинна этого ускорения на плане:
n_CB=(a_CB^n)/μ_a , мм Т.к. рассматриваем вращательное движение шатуна вокруг точки В, то a_CB^n всегда направленно параллельно шатуну, "к центру" В.
6. Определим угловое ускорение шатуна:
ε_2=(a_CB^τ)/l_CB ;c^(-2)
7. Найдем ускорение точки S1 по теореме подобия.
Теорема: одноименные фигуры на плане скоростей и плане механизма - подобны.
Для ускорения точки D
{█(a_D=a_B+a_DB^n+a_DB^τ@a_D⫽yy)┤
Расчет планов ускорений
В10
{█(a_c=a_B+a_CB^n+a_CB^τ@a_c⫽xx)┤
a_b=ω_1^2∙r_AB=487
μ_a=a_b/|πb| =9,7
a_CB^n=(v_CB^2)/l_CB =45,мм
n_CB=(a_CB^n)/μ_a =4,6мм
ε_2=(a_CB^τ)/l_CB =303
a_CB^τ=|τ_СВ |∙μ_a=242
{█(a_D=a_B+a_DB^n+a_DB^τ@a_D⫽yy)┤
a_DB^n=(v_DB^2)/l_DB =78,4мм
n_DB=(a_DB^n)/μ_a =8мм
B0
{█(a_c=a_B+a_CB^n+a_CB^τ@a_c⫽xx)┤
a_CB^n=(v_CB^2)/l_CB =80,мм
n_CB=(a_CB^n)/μ_a =8,2мм
{█(a_D=a_B+a_DB^n+a_DB^τ@a_D⫽yy)┤
a_DB^n=(v_DB^2)/l_DB =0мм
n_DB=(a_DB^n)/μ_a =0мм
Кинетостатический анализ
Заключается в определении внешних сил, действующих на механизм
Реакции в кинетостатических парах и уравновешивание силы, приложенной к ведущему звену, момент от которой равен моменту двигателя.
2.1 Расчет внешних сил
1. Силы тяжести приложены в центрах тяжести звеньев ( в точках S2, S4, у ползуна в центре тяжести точек С, D) G=m∙g Масса шатуна определяется по эмпирической зависимости 9∙l_шат=m(кг)
Масса ползуна определяется :
m_ползуна=0,35∙m_шат
2. Сила инерции
P_ин=-m∙a
Р_ин2=m_2∙|π∙S_2 |∙μ_a;H
3. Инерционные моменты действуют на звенья, которые имеют угловые ускорения 4. Силы полезного сопротивление P_пс, приложены к ведомым звеньям, ползунам на рабочем ходу
Момент инерции
μ_ин2=ε_2/I_S2 ε_2=(a_CB^τ)/l_CB I_S2=(m_2∙l_2^2)/12
Масса шатуна BC
m=9∙0,8=7,2
Масса ползуна ВС
m=0,35∙7,2=2,52
G_2=9,8∙7,2=70,56
G_3=0,35∙9,8∙7,2=24,696
Р_ин2=7,2∙37∙9,7=2584
Р_ин3=2,52∙21∙9,7=513,3
μ_ин3=789,3
P_пс=3000
Масса шатуна BD
m=9∙0,4=3,6
Масса ползуна BD
m=0,35∙0,4=1,26
G_4=9,8∙3,6=35,28
G_5=35,28∙0,35=12,348
Р_ин4=3,6∙9.7∙46=1606,3
Р_ин5=1,26∙9,7∙40=488,8
μ_ин4=280,67
2.2 Расчет групп Асура
Группа Асура - кинематическая цепь, имеющая степень подвижности ω=0, относительно звеньев, к которым она присоединяется. Т.е. если от механизма отнять или прибавить к нему группу Асура, то ω не изменится.
Расчет начинаем с группы, присоединяемой к механизму последней
Реакцию отброшенной стойки направим перпендикулярно направляющей ползуна, а направление реакции от кривошипа на шатун заранее определить невозможно.
Расчет групп Асура заключается в нахождении двух выше описанных реакций.
Получим плоскую систему сил для которых можем составить уравнение равновесия:
1. ∑▒〖M_B (F_i ) 〗=0
2. ∑▒F_i =0 ∑▒M_B = - R_03∙157+G_3∙157-P_ин3∙28+P_пс∙28-P_ин2∙50+G_2∙55+M_uz/μ_l =0
μ_p=5 H/мм
Силовой многоугольник замкнут
R_03=(G_3∙157-P_ин3∙28+P_пс∙28-P_ин2∙50+G_2∙55)/157≈-330
P_пс=3000/150=20 P_пс=150 Н
G_3=24,646/20=1,23 Н
P_ин3=513/20=25,6Н
P_ин2=129,2 Н
G_2=3,5 Н
Для BD:
∑▒M_D = - R_03∙80-G_5∙15+P_ин5∙15+P_пс∙15-P_ин4∙4-G_4∙4+M_uz/μ_l =0
R_05=(-G_5∙15+P_ин5∙15+P_пс∙15-P_ин4∙4-G_4∙4)/80=(-185,22+45000+7320-6426,8-141,12)/80=569,6
G_5=12,348/20=0,6 Н
P_ин4=1606/20=80,3Н
P_ин5=24,4Н
G_4=1,7 Н
2.3 Расчет ведущего звена.
Строим Звено AB Из точки В откладываем вектор R_41 параллельный векторуR_14, но противоположен по направлению, аналогично откладываем вектор R_21. Вектор Р_ур будет перпендикулярен AB. Рассчитываем вектор R_01 через векторную сумму векторов Р_ур, R_41, R_21
∑▒〖M_A=Р_ур∙AB-R_41∙23-R_21∙5〗
Р_ур=(R_41∙23+R_21∙5)/30=170
R_01=1,3 см
P_M4=M_ин4/l_BD =3,5 H
2.4 Рычаг Жуковского Строим в произвольном масштабе повернутый на 90 градусов план скоростей для B10 и переносим векторы сил и уравновешивающую параллельно самим себе в точки b, c, d плана скоростей. Принимая план скоростей за рычаг, нагруженный силами составляем уравнение моментов этих сил относительно полюса p плана скоростей, при чем знаки у моментов выбираем в зависимости от направления их вращения:
|pb|=7см
P_y=(P_ин3∙h_3-P_ин5∙h_5)/h_y =5,5Н
h_3=50мм
h_5=43мм
h_y=42мм
3.1 Построение кинематических диаграмм толкателя:
φ_у+φ_д+φ_в=116+30+116=262
В одном миллиметре отложим 1,5 градуса.
Рассчитаем масштабный коэффициент по оси φ
μ_φ=(φ_y+φ_д+φ_в)/KM; рад/мм
КМ=174
μ_φ=0,026
Рассчитаем полюсное расстояние:
Н1=Н2=1/μ_φ =38,46
φ_y=φ_b, поэтому высота графиков на этих углах одинакова и равна 70 см.
Построим графики зависимости: (d^2 s)/(dφ^2 )-φ; ds/dφ-φ;S-φ.
Рассчитаем значение μ_s
μ_s=h/s_max ;м/мм
h- ход толкателя.
μ_s=0,045/34=0,0013
μ_(ds/dφ)=0,0013
μ_((d^2 s)/(dφ^2 ))=0,0013/1=0,0013
3.2 Определение минимального радиуса кулачковой шайбы
1.Взяв произвольную точку Т на плоскости, откладываем от нее отрезок ТR, равный ходу h толкателя. Этот отрезок размечаем в соответствии с графиком S - φ. Через точки деления проводим перпендикуляры к линии ТR. 2. От точек деления на перпендикулярах откладываем влево при подъеме и вправо при опускании толкателя отрезки v_2/ω_1 , взятые из графика ds/dφ-φ. Эти отрезки нужно откладывать в том масштабе, в каком отложен отрезок TR. Соединяем плавной кривой концы этих отрезков и получаем кривую S2 - ds/dφ.
3. Проводим под углом 45 градусов к горизонтали две касательные HM и CF к построенной кривой
4. Полученный острый угол CEH определяет на плоскости геометрическое место точек, каждую из которых можно принять за центр вращения кулачка.
5. Соединив выбранный центр вращения кулачка с точкой B0 ,получим искомый минимальный радиус - вектор кулачка.
3.3 Построение кулачка
1. Построим окружность, радиусом OC0
2. Откладываем от прямой ОС0 в направлении, противоположном вращению кулачка, заданные фазовые углыφ_y;φ_д;φ_в;φ_б и получаем точки пересечения сторон этих углов с окружностью, радиуса ОС0 ( точки С_6;С_7;С_13).
3. дуги С0С_6 и С_7 С_13 соответствующие углам φ_y иφ_в, делим на части, в соответствии с делениями оси абсцисс диаграммы S-φ (С_1;С_2;С_3;С_4;С_5;С_8;С_9;С_10;С_11;С_12)
4. из точек С_1;С_2 и т.д. проводим дуги радиуса l и засекаем их в точках B_1^';B_2^' и т.д. дугами радиусов OB1; OB2 и т.д.
радиус ролика r ,берем равным 5 мм
4.1 определение передаточных отношений аналитически.
Документ
Категория
Рефераты
Просмотров
21
Размер файла
46 Кб
Теги
poyasnitelnaya, zapiska, raschetno
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа