Кинематический и силовой анализ рычажного механизма
Кинематический и силовой анализ рычажного механизма
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
Курсовой проект
на тему:
«Кинематический и силовой анализ рычажного механизма»
Иваново 2009
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту на тему:
«Кинематический и силовой анализ рычажного 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
1 СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ
Схема рычажного механизма
По структурной формуле Чебышева для плоского механизма подсчитаем степень подвижности механизма [1]:
, (1)
где - число подвижных звеньев, =3;
- число вращательных или поступательных пар, =4;
- число высших кинематических пар, =0.
По формуле (1) получаем
.
Механизм имеет 1 степень свободы.
2. Формулы строения механизма.
.
Механизм является механизмом 2-го класса.
2 ПЛАН ПОЛОЖЕНИЙ
; (м); (м); (м); (м); (мин-1).
(мм);
(мм);
(мм);
(мм).
; ; ; ; ; ;
; ; ; ; ; ;
; ; ; ; ;
Метод Зиновьева
где (м), (м), (м), (м).
3 КИНЕМАТИЧЕСКИЙ 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
|
|
ц1
|
33,00
|
115,00
|
185,00
|
263,00
|
305,00
|
353,00
|
|
ц2
|
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
|
|
ц3
|
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
|
|
щ2
|
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
|
|
щ3
|
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
|
|
е2
|
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
|
|
е3
|
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 рычажного механизма методом планов сил 2-го положения механизма.
Выше ранее был произведен кинематический анализ этого положения, откуда мы найдем скорости и ускорения центров масс звеньев, а так же угловые скорости и угловые ускорения звеньев механизма.
Определим значение силы тяжести для каждого звена:
(кг/м); (м); (м); (м); (м/с2);
(Н);
(Н);
(Н);
Определим значения сил инерции:
(H);
(H);
(H);
Определим моменты сил инерции 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 скоростей для 2-го положения на девяносто градусов против часовой стрелки. Приложим к нему все внешние силы и силы инерции к одноименным точкам. Моменты заменим парами сил:
(Н);
(Н);
Составим сумму моментов относительно 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. Теория механизмов. 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.
|
|