Теория машин и механизмов

 
 

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ

Федеральное государственное образовательное  учреждение

высшего профессионального образования

«Пермская государственная сельскохозяйственная академия имени академика Д.Н. Прянишникова» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Кафедра «Ремонт машин»

КУРСОВАЯ  РАБОТА

по предмету «Теория машин и механизмов» 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил  студент второго курса

специальности «Технология обслуживания

 и  ремонта машин в АПК»

шифр  ТУ – 04 – 30

Борисов Г. В.

Научный руководитель:

Уржумцев  И.П. 
 
 
 
 
 

Пермь 2005г.

 

содержание

Задание ………………………………………………………………..……….3

  1. Синтез, структурное  и кинематическое  исследование рычажного механизма двигателя …………......................................................................4

1.1 .Проектирование  кривошипно-ползунного механизма...........................5

1.2. Структурное  исследование рычажного механизма............................5

1.3. Построение схемы  механизма...............................................................5

1.4. Построение планов  скоростей механизма........................................5

1.5. Построение планов  ускорений механизма..........................................7

      1.6. Построение годографа скорости  центра масс кулисы 3 и кинематических диаграмм точки В пуансона 5............................................................………….9

2. Силовой расчет  рычажного механизма...........................................  .11

2.1. Определение  сил сопротивления пуансона 5... .....................….11

2.2. Определение  сил тяжести и инерции звеньев.  .........................11

2.3. Определение реакции в кинематических парах ............................12

2.4. Силовой расчет  входного звена ......................................................13

     2.5. Определение уравновешивающей силы  по методу Н.Е. Жуковского......................................................................................................…...13

3. Расчет маховика ....................................................................................14

     3.1. Построение диаграмм моментов  и работ движущих сил, сил  полезного сопротивления, приращения кинетической энергии машины .....................................................................................................................14

     3.2. Построение  диаграмм кинетической энергии   приведенного момента  инерции звеньев  механизма  и  энергомасс.  Определение момента инерции маховика..........................................…..................................................16

Список  литературы.....................................................................................18

 

задание

Провести проектирование, структурное, кинематическое, силовое  и динамическое исследования механизмов прошивного пресса. Исходные данные для расчета приведены в таблице 1.

                                                            Таблица 1.' Исходные данные для проектирования и исследования механизма

     

     За  начало отсчета в построениях  и расчетах принимаем положение механизма при котором пуансон 5 находится в начальном положении, а кривошип ОА перпендикулярен кулисе 3.

     Центры  масс звеньев 1 и 3 находятся в точках S₁ и S₃. Координата центра масс звена 3 находится из условия О₃ S₃ =

     Так как массы звеньев 2 и 4 в десятки  раз меньше массы звена 3, то в  силовом и динамическом расчетах ими пренебрегаем.

     Приведенный момент сил полезного сопротивления  произвести с учетом сил тяжести  звеньев 3 и 5.

 

     

1. СИНТЕЗ, СТРУКТУРНОЕ  И КИНЕМАТИЧЕСКОЕ  ИССЛЕДОВАНИЕ РЫЧАЖНОГО МЕХАНИЗМА ДВИГАТЕЛЯ

 
 
1.1. Проектирование кривошипно-ползунного  механизма

Определяем длины  кривошипа ОА

Угол между крайними положениями кулисы 3 находим по формуле:

 

 

Длину кулисы 3 находим  по построению. 

1.2. Структурное исследование  рычажного механизма

     Для определения степеней свободы плоских  механизмов применяем формулу П. Л. Чебышева:

 i

Для нашего механизма  имеем:

     Произведем  разбиение механизма на простейшие структурные формы. Произведем расчленение  механизма на группы Асура. Механизм состоит из:

- одной группы  Ассура II класса, 2-го вида (звенья 4-5);

- одной группы Ассура II класса, 3-го вида (звенья 2-3);

     - одного механизма I класса состоящего из входного звена 1 и стойки 6.

 

                                                       

1.3. Построение схемы  механизма

     Построение  проводим в масштабе длин [м/мм]. Длина кривошипа на чертеже ОА=83,7 мм. Тогда масштаб длин определяем по формуле:

     

     Вычерчиваем кинематическую схему механизма. Для  построения 12 положений звеньев механизма разделив траекторию описываемую точкой А кривошипа ОА на 12 частей. Из точки О₃ проводим линии длиной равной длине звена 3 через отмеченные на окружности точек А₀, А₁, ... А₁₁, затем намечаем линию движения пуансона 5 точки В₀ B₁, B₂ ...В₁₁.

1.4. Построение планов  скоростей механизма

     Планом  скоростей механизма называют чертеж, на котором изображены в виде отрезков векторы, равные по модулю и по направлению скоростям различных точек звеньев механизма в данный момент

Определим скорость точки А звена ОА:

где - угловая скорость кривошипа ОА, С¹; I_OA- длина кривошипа ОА, м

     Построение  плана скоростей начинаем от входного звена, т. е. кривошипа ОА. Из точки р, откладываем в направлении вращения кривошипа ОА вектор скорости точки А: ра=85,2 мм.

Масштаб плана скоростей  находим по формуле:

 

    Построение  плана скоростей группы Ассура II класса 3-го вида (звенья 2 и 3) производим по уравнению: V_A3O3 = V_A2 + V_A2A3

где    v_А3О3 - скорость точки А кулисы О₃А;

V_A2 - скорость точки А звена 2 во вращательное движении относительно точки О направлена параллельно оси звона ОАV_A2 = 0;

\/_A2A3 - скорость точки А кулисы 3, направлена вдоль оси О₃А.

 Из точки а проводим линию, параллельную оси звена О₃А, а из полюса р плана скоростей - линию, перпендикулярную ocи O₃A. Точка а₃ пересечения этих линий дает конец вектора искомой скорости V_A3.

     Скорости  центра тяжести кулисы S₃ и звена 4 определяем по правилу подобия. Найденные точки S₃ и 4 соединяем с полюсом р.

     Построение  плана скоростей группы Ассура II класса 2-го вида (звенья 4 и 5) производим по уравнению:

                              V_B = V₄+V_4B, где    V_B - скорость точки В пуансона 5.

     V₄ - скорость точки 4 расположенной на звене 3 во вращательном движении относительно точки О₃ направлена параллельно оси звена О₃А;

      V_4B - скорость звена 4В, направлена перпендикулярно оси 4В.

     Из  точки 4 проводим линию, перпендикулярно  оси звена 4В, а из полюса р плана скоростей - линию, перпендикулярную оси 4В. Точка b пересечения этих линий дает конец вектора искомой скорости V_B.

Истинное значение скорости каждой точки находим по формулам:

     Определяем  угловую скорость кулисы АО₃ для 12 положений по формуле и сводим полученные данные в таблицу 2.

     

 

Таблица 2

Значение скоростей  точек кривошипно-ползунного механизма в м/с

и угловых  скоростей шатунов в рад/с