Расчет нагруженности рычажного механизма

Содержание

Введение

1. Динамический анализ механизма     стр.
1. Структурный анализ      стр.
2. Кинематический анализ     стр.
1. Построение планов скоростей    стр.
2. Построение планов ускорений    стр.
3. Силовой анализ механизма     стр.

2.Проэктный  расчет на прочность                                               стр.          0

     2.1. Выбор расчетной схемы                        стр.

     2.2. Построение эпюр Nz, Qy, Mx                                       стр.

     2.3. Подбор сечений                                                            стр.

Выводы                                                                                       стр.

Литература                                                                                стр.   х

 

Введение

             Основной целью  курсового проекта является закрепление теоретических знаний, полученных во время изучения дисциплины «Прикладная и теоретическая механика», получение навыков по проектированию рычажных механизмов, которые распространены в полиграфическом производстве.

             К задачам, которые решаются во время выполнения курсового проекта можно отнести следующие:

     а) определение кинематических параметров звеньев и отдельных точек  механизма

     б) расчет сил и моментов, что действуют  на звенья механизма; расчет                   энергетических параметров;

     в) расчет звеньев на прочность;

     г) развитие умений в разработке конструкторской  документации. 
Исходные данные согласно заданию к курсовому проекту:

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Рис.1.1. Кинематическая схема механизма.

 

        1.Динамический анализ  механизма.

1.2.Структурный  анализ механизма.

    Механизм  состоит из 5 звеньев:

    0 – стойка O1;

    1–  кривошип ОА;

    2,3 – шатуны АВ и BO2;

    4 – кулиса ED;

    5 – ползун D.

    Звенья  механизма образуют 7 кинематических пар. Согласно формуле Чебышева степень свободы определиться как 

           (1)

    где   - количество звеньев, ;

      - количество кинематических пар класса, ;

      - количество пар класса, . 

    Таким образом, механизм имеет одну степень  свободы.

    На  рис. 1.2. изображена структурная схема механизма с разбиением на группы Асура.

    Структурная схема наглядно показывает, что механизм относиться к механизмам II класса и имеет степень свободы W=1. 
 
 
 
 
 
 

    Рис 1.2. Структурная схема механизма.

    1.2. Кинематический анализ механизма.

    1.2.1.Построение  планов скоростей.

     Паны  скоростей строятся по векторным  уравнениям, которые составляются отдельно для каждой группы Асура в порядке  присоединения их к ведущему звену.

     Построение  планов скоростей начинаем с ведущего звена, так как известна его длина LO1A и угловая скорость :

     

 (1)

     Для ведущего звена ОА определяем величину скорости точки А:

     

м/с (2)

     Последующие скорости точек и звеньев механизма  определяем, используя метод планов. Для этого в свободной части чертежа выбираем полюс чертежа ( Рv).

     Вектор  скорости точки А перпендикулярен звену ОА в этом положении и направлен в сторону вращения. Выбираем масштаб плана скоростей:

     

 (3)

     Из  произвольной точки Р, называемой полюсом плана скоростей, откладываем в указанном направлении отрезок Pa длиной 168 мм.

     Для определения скорости т. В исходим из того, что она одновременно принадлежит двум звеньям, совершая вместе с ними плоскопараллельные движения. Используя теорему о разложении скоростей запишем два векторных уравнения:

1. по принадлежности т.В к звену АВ получим:

  (4)

2. по принадлежности т.В к звену ВС:

  (5)

       В уравнении (4) первое слагаемое . В уравнении (5) первое слагаемое известно т.к. точка О2 – неподвижна, , а :

       

 м/с (6)            

       Так как векторы скоростей т.А и т.В совпадают, тогда:

       

 (7)

       План  скоростей позволяет найти скорости центров масс звеньев:

       

=1,05 м/с (8)  =0,76 м/с (9)

       Скорость  т. Е можем определить из соотношения длин соответствующих звеньев и пропорций:

       

=0,85 м/с (10)  =0,3 м/с (11)

       При определении скорости т.D исходим из того, что эта точка одновременно принадлежит двум звеньям: а) DЕ – совершая плоскопараллельное движение; б) ползуну E – совершая постое движение. По отношению т.D к ползуну траектория – горизонтальная линия. По принадлежности т.D к звену DЕ запишем векторное уравнение:

       

 (12) 

       В уравнении (12) первое слагаемое известно, а о второмизветно то, что оно  лежит на линии ED. Найдем скорость т. D и центра масс:

             

=0,35 м/с      (12)

       

=0,71 м/с  (14)   =0,35 м/с (15)

       Полученные  результаты занесем в таблицу 1.1.

       Таблица 1.1

       Использую план скоростей определим угловые скорости:

       

рад/с  (16)   =12 рад/с (17)

       Так как скорость звена АВ равна 0, значит:

       

 (18)

       Полученные  результаты занесем в таблицу 1.2.

       Таблица 1.2

 

 

        1.2.2.Построение планов ускорений.

       Построение начинается с ведущего звена так как известно, что угловое ускорение ωОА постоянно, следовательно, равна 0, значит  ускорение точки состоит только из нормальной составляющей, полное ускорение вычислим по формуле:

           (1)

       Вектор   направлен по радиусу к центру – от точки А к точке О. Задаемся масштабом плана ускорений   и вычисляем длину отрезка, изображающего в масштабе вектор 

     Вектор  направлен по радиусу к центру – от точки А к точке О. Задаемся масштабом плана ускорений (2) и вычисляем длину отрезка , изображающего в масштабе вектор :

     

 (2)

     Из  произвольной точки  , называемой полюсом плана ускорений, в направлении вектора откладываем отрезок .

     При определении ускорения т. В исходим  из того, что эта точка одновременно принадлежит двум звеньям – АВ и ВС, совершая вместе с ними плоскопараллельное движение. Используя теорему о разложении ускорения по принадлежности т. В звену АВ запишем векторное уравнение:

     

  (3)

     Первое  слагаемое в уравнении известно, а о втором известно лишь то, что оно направлено вдоль АВ:

     

    (4)

     Таким образом можно найти длину  вектора:

     

          (5)

     О третьем слагаемом уравнения  известно лишь, что его вектор перпендикулярен . По принадлежности т. В к ВО2 запишем второе векторное уравнение: