Министерство образования и наукиРоссийской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательноеучреждение
Высшего профессионального образования
Курсовой проект
на тему:
«Кинематический и силовой анализрычажного механизма»
Иваново 2009
Министерство образования и наукиРоссийской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательноеучреждение
Высшего профессионального образования
РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту на тему:
«Кинематический и силовой анализрычажного механизма»
Выполнил:
Принял:
Иваново 2009
СОДЕРЖАНИЕ
ЗАДАНИЕ
1 СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ
2 ПЛАН ПОЛОЖЕНИЙ
Метод Зиновьева
3 КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ
Положение 1
Положение 2
Положение 3
Положение 4
Положение 5
Положение 6
Сводная таблица результатов кинематического анализа
4 СИЛОВОЙ АНАЛИЗ
Силовой анализ рычажного механизма методом планов сил
Силовой анализ рычажного механизма методом Жуковского
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ
/>
Схема рычажного механизма
По структурной формулеЧебышева для плоского механизма подсчитаем степень подвижности механизма [1]:
/>, (1)
где /> - число подвижных звеньев,/>=3;
/> - число вращательных илипоступательных пар, />=4;
/> - число высших кинематических пар, />=0.
По формуле (1) получаем
/>.
Механизм имеет 1 степеньсвободы.
/>
/>
2.Формулы строения механизма.
/> />
/>.
Механизм являетсямеханизмом 2-го класса.
2ПЛАН ПОЛОЖЕНИЙ
/>; /> (м); /> (м); /> (м); /> (м); /> (мин-1).
/> (мм);
/> (мм);
/> (мм);
/> (мм).
/>; />; />; />; />; />;
/>; />; />; />; />; />;
/>; />; />; />; />; />/>Метод Зиновьева
/>
/>
/>
где /> (м), /> (м), /> (м), /> (м).
3КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ Положение 1
План скоростей.
/> (рад/с);
/>/> (м/с);
/>(м/(с·мм)); ;
/> (м/с); _|_CD _|_CB
/> (м/с);
/> (рад/с);
/> (рад/с);
План ускорений.
/>/> (м/с2); />;
/> (м/(с2·мм));
/> (м/c2); _|_CD _|_CB
/> (мм);
/> (м/c2);
/> (мм);
/> (м/c2);
/> (м/c2);
/> (рад/c2);
/> (рад/c2);
Метод Зиновьева.
/>
/>
/>Положение 2
План скоростей.
/> (рад/с);
/>/> (м/с);
/> (м/(с·мм)); ;
/> (м/с); _|_CD _|_CB
/> (м/с);
/> (рад/с);
/> (рад/с);
План ускорений.
/> (м/с2); />;
/> (м/(с2·мм));
/> (м/c2); _|_CD _|_CB
/> (мм);
/> (м/c2);
/> (мм);
/> (м/c2);
/> (м/c2);
/> (рад/c2);
/> (рад/c2);
Метод Зиновьева.
/>
/>
/>Положение 3
План скоростей.
/> (рад/с);
/>
/> (м/с);
/> (м/(с·мм));
/> (м/с); _|_CD _|_CB
/> (м/с);
/> (рад/с);
/> (рад/с);
План ускорений.
/>
/> (м/с2); />;
/> (м/(с2·мм));
/> (м/c2); _|_CD _|_CB
/> (мм);
/> (м/c2);
/> (мм);
/> (м/с2);
/> (м/с2);
/> (рад/с2);
/> (рад/с2).
Метод Зиновьева.
/>
/>
/> Положение 4
План скоростей.
/> (рад/с);
/>/> (м/с);
/> (м/(с·мм)); ;
/> (м/с); _|_CD _|_CB
/> (м/с);
/> (рад/с);
/> (рад/с);
План ускорений.
/>/> (м/с2); />;
/> (м/(с2·мм));
/> (м/c2); _|_CD _|_CB
/> (мм);
/> (м/c2);
/> (мм);
/> (м/с2);
/> (м/с2);
/> (рад/с2);
/> (рад/с2).
Метод Зиновьева.
/>
/>
/>
Положение 5
План скоростей.
/> (рад/с);
/>/> (м/с);
/> (м/(с·мм)); ;
/> (м/с); _|_CD _|_CB
/> (м/с);
/> (рад/с);
/> (рад/с);
План ускорений.
/> (м/с2); />;
/> (м/(с2·мм));
/> (м/c2); _|_CD _|_CB
/> (мм);
/> (м/c2);
/> (мм);
/> (м/с2);
/> (м/с2);
/> (рад/с2);
/> (рад/с2).
Метод Зиновьева.
/>
/>
/> Положение 6
План скоростей.
/> (рад/с);
/>/> (м/с);
/> (м/(с·мм)); ;
/> (м/с); _|_CD _|_CB
/> (м/с);
/> (рад/с);
/> (рад/с);
План ускорений.
/>/> (м/с2); />;
/> (м/(с2·мм));
/> (м/c2); _|_CD _|_CB
/> (мм);
/> (м/c2);
/> (мм);
/> (м/с2);
/> (м/с2);
/> (рад/с2);
/> (рад/с2).
Метод Зиновьева.
/>
/>
/> Сводная таблица результатов кинематического анализа
1
2
3
4
5
6
φ1
33,00
115,00
185,00
263,00
305,00
353,00
φ2 33,00 43,00 76,00 81,00 79,00 43,00 32,50 41,23 77,98 79,78 78,40 45,67 1,52 4,12 -2,61 1,51 0,76 -6,21
φ3 41,00 69,00 87,00 98,00 90,00 58,00 40,49 67,58 88,35 100,42 92,27 57,80 1,24 2,06 -1,55 -2,47 -2,52 0,34
ω2 11,02 -26,24 -24,15 -11,02 27,29 78,21 10,90 -25,78 -23,97 -12,04 28,30 77,50 1,11 1,77 0,73 -9,23 -3,68 0,91
ω3 0,00 -35,20 -32,85 0,00 39,89 82,13 -0,16 -35,84 -33,48 -0,34 40,32 81,48 0,00 -1,82 -1,91 0,00 -1,07 0,79
ε2 6191,09 629,60 -1364,14 -4407,22 -6978,10 3148,01 6184,07 633,70 -1305,57 -4289,54 -6587,47 3058,94 0,11 -0,65 4,29 2,67 5,60 2,83
ε3 9030,48 234,56 -2873,33 -5101,63 -6626,26 5512,11 8947,74 224,95 -2762,77 -5012,84 -6126,35 5165,00 0,92 4,10 3,85 1,74 7,54 6,30
4. СИЛОВОЙ АНАЛИЗ Силовой анализ рычажного механизма методом планов сил
Силовой анализ рычажногомеханизма методом планов сил 2-го положения механизма.
Выше ранее был произведенкинематический анализ этого положения, откуда мы найдем скорости и ускоренияцентров масс звеньев, а так же угловые скорости и угловые ускорения звеньевмеханизма.
Определим значение силытяжести для каждого звена:
/> (кг/м); /> (м); /> (м); /> (м); /> (м/с2);
/> (Н);
/> (Н);
/> (Н);
Определим значения силинерции:
/> (H);
/> (H);
/> (H);
Определим моменты силинерции звеньев:
/> (H·м);
/> (H·м);
/> (H·м);
/>: />;
/>(372,4·38·0,02-75762,19·37·0,02-7197,41)/1,9=--18467,32;
/>: />;
/>(333,2·0,8·0,02+1920,64·0,8·0,01-1920,64-100)/1,7=-1027,54;
/>;
/> (Н/мм);
/> (мм); /> (мм);
/> (мм); /> (мм);
/> (мм); /> (мм);
/> (Н);
/> (Н);
/> (Н);
/>: />;
/> (Н·м);
/>;
/> (Н/мм);
/> (мм);
/> (мм);
/> (мм);
/> (H);
Силовой анализ рычажного механизма методом Жуковского
Повернем план скоростейдля 2-го положения на девяносто градусов против часовой стрелки. Приложим кнему все внешние силы и силы инерции к одноименным точкам. Моменты заменимпарами сил:
/> (Н);
/> (Н);
Составим сумму моментовотносительно полюса плана скоростей:
/>:/>;
Откуда:
/>(-39,2·4+372,4·11+333,2·15-3788,11·9-75762,19·11+33893,61·3+
+3788,11·49+1188,61·62)/21=55287,05(Н);
/> (Н·м).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Теориямеханизмов. Артоболевский И. И., М.: Наука, 1967 г., 720 стр. с илл.
2. Краснов А.А.Кинематический анализ плоских механизмов с низшими кинематическими парами. –Иваново, 2004 – 150 с.