Расчетно-пояснительная записка

Разработал РС-081Д.В. Колчев

Группа инициалы, фамилия

Руководитель Б.Б. Еськов

подпись инициалы, фамилия

Члены комиссии

подпись инициалы, фамилия

подпись инициалы, фамилия

Нормоконтролер

подпись инициалы, фамилия

Защищен Оценка

дата

Содержание.

1. Исходные данные.

2. Структурный анализ.

3. Кинематический анализ.

4. Динамический анализ.

5. Теорема о жестком рычаге (рычаг Жуковского).

6. Список литературы.

Задание 6, вариант 3.

Тема: Спроектировать привод шарнирно-рычажного механизма.

Исходные данные для проектировки привода приведены в таблице 1.

Таблица 1

H, мм n, об/мин Pn.c., Н Δ,мм ω1, с-1 Θ, град AB, мм CD, мм q, кг/м

Дополнительные данные:

1. Центры тяжести звеньев-стержней находятся на середине их длинны.

Центр тяжести ползуна совпадает с центром шарнира.

2. Масса звеньев определяется по формуле m=q*l, где l – полная длинна звена в метрах; q – масса, приходящаяся на 1 метр длины звена, принять q=20 кг/м; массу ползуна определяют по найденной массе кривошипа m1 и принимают mполз=5m1.

3. Моменты инерции массы звеньев относительно оси, проходящей через их центры тяжести, определяется по формуле Js=1/12m*l2.

4. Сила полезного сопротивления приложена к ползуну, проходящему через его центр тяжести и направлена против движения ползуна.

Величина силы сопротивления 2кН.

Раздел 1. Структурный анализ механизма.

Данный механизм состоит из 4 звеньев, которые составляют 2 структурные группы и

механизм 1-го класса.

(0-1)->(2-3)->(4-5).

Схему рычажного механизма чертим с масштабным коэффициентом μ1(м/мм)=ВС(м)/lBC(мм).

Раздел 2. Кинематический анализ механизма.

VB1,2= ω1*AB= 31*0,051=1,62 м/с

Построение плана скоростей с масштабным коэффициентом μV= Расчетно-пояснительная записка - №1 - открытая онлайн библиотека .

Выбираем полюс (р) на поле чертежа.

ѴB1,2 ⊥ AB

ѴB3B1,2B3B1,2 ѴB3B1,2 || CB

ѴB3CB3C ѴB3C ⊥ CB

ω 3= ѴD/CD=2,4/0,534=4,4(с-1)

ω 4=de* μV /DE=5(с-1)

b3d=pb3*BD/CB=3090/164=19(мм)

ѴED⊥DE

ѴEDED

ѴEEE0E0 ѴEE0 || xx

Построение плана ускорений с масштабным коэффициентом

μ а=aB1,2(м/с2)/laB1,2(ММ).

aB1,2= ω12*AB=961*0.051=50 м/с2

aB1,2 || AB

aB3=aB1,2+akB3B1,2+arB3B1,2

aB3=aC+anB3C+atB3C

akB3B1,2=2* ω3B3B1,2=2*4,4*1,5=13(м/с2)

arB3B1,2 || CB

atB3C ⊥ CB

anB3C= ω32*BC=19*0,164=3,17 (м/с2)

anB3C || BC

b3d=Пb3*BD/CB=3399/164=21(мм)

aE=aD+anED+atED

aE=aE0+akEE0+arEE0

anED ||DE

atED ⊥ xx

ɛ3=atB3C/CD=681(с-2)

ɛ4=atED/DE=30(с-2)

Раздел 3.

Динамический анализ механизма.

Для проведения динамического анализа необходимо определить параметры данного механизма.

Определяем массы каждого из звеньев:

mi=q*li

m1=q*lAB=20*0,051=1(кг)

m2=m5=m1*5=1*5=5(кг)

m3=q*lCD=20*0,267=5 (кг)

m4=q*lDE=20*0,05=1(кг)

Находим силу веса каждого звена:

Gi=g*mi

G1=g*m1=9,8*1=9,8(Н)

G2=g*m2=9,8*5=49(H)

G3=g*m3=9,8*5=52(H)

G4=g*m4=9,8*1=9,8(H)

G5=g*m5=9,8*6=49(H)

Определяем моменты инерции для центров масс каждого звена:

JSi=mi*l2i/12

JS1=m1*l2AB/12=1*0,0512/12=0,0002(кг*м2)

JS2=0

JS3=m3*l2CD/12=5*0.2602/12=0,028(кг*м2)

JS4=m4*l2DE/12=1*0,0522/12=0,00021(кг*м2)

Находим силы инерции всех звеньев:

PИi=-mi*aSi

PИ1=-m1*aS1=-1*25=-25(H)

PИ2=-m2*aS2=-5*50=-250(H)

PИ3=-m3*aS3=-5*8,5=-45(H)

PИ4=-m4*aS4=-1*79=-40(H)

PИ5=-m5*aS5=-6*79=-200(H)

Найдем моменты инерции 3 и 4 звеньев:

МИi=-JSi* ɛi

МИ3=-JS3* ɛ3=-0,028*681=-19(Н*м)

МИ4=-JS4* ɛ4=-0,00021*30=-0,0063(Н*м)

Силовой расчет.

Структурная группа (4-5):

Расчетно-пояснительная записка - №2 - открытая онлайн библиотека 34+R05+Pи5+Pи4+G4+G5+Pn.c.=0

∑МЕ=Ry34*DE-Mи4+Pи4*hри4+G4*hG4=0

Ry34=Mи4-PИ4*hри4-G4*hG4/DE

Ry34=0,0063-40*0,026-9,8*0,026/0,052=-25(H)

R34=-R43

R34=360(H)

Звено (3):

R43+R23+Pи3+G3+R03=0

∑МС=R43*hR34-PИ3*hPИ3-G3*hG3-R23*CB-MИ3=0

R23=R43*hR34-PИ3*hPИ3-G3*hG3-MИ3/CB

R23=-360*0,24-45*0,126-52*0,026-20/0,203=-558(H)

R03=858(H)

Звено (2):

Pи2+R12+R32+G2=0

R12=744(H)

Механизм 1-го класса(0-1):

Py+R21+R01+G1+Pи1=0

∑МA=-Py*AB-R21*hR21-G1*hG1

Py=-R21*hR21-G1*hG1/AB

Py=-744*0,05-9,8*0,02/0,051=-733(H)

R01=1365(H)

Раздел 4.

Теорема о жестком рычаге.

Поворачиваем план скоростей на 90 ° на встречу ω1, прикладываем силы тяжести, полезного сопротивления и уравновешивающую силу.

Составляем уравнение момента относительно полюса.

∑МP=-Py*pb1,2-G3*hG3-PИ3*hPИ3-G4*hG4-PИ4*hPИ4-PИ5*pe+Pn.c.*pe-G1*hG1=0

Py=-G3*hG3-PИ3*hPИ3-G4*hG4-PИ4*hPИ4-PИ5*pe+Pn.c.*pe-G1*hG1/pb1,2≈733(H)

Список литературы.

1. А.И.Смелягин- Теория механизмов и машин(Москва ИНФРА-М 2008 г).

2. И.И.Артоболевский- Теория механизмов и машин(Москва «Наука» 1988 г).

3. А.С.Кореняко- Курсовое проектирование по ТММ(Киев 1970 г).