Курсовая работа (т): Исследование кривошипно-ползунного механизма

Кинематическую цепь механизма разъединяем в кинематических парах, так как именно в них действуют силы взаимодействия звеньев.

Используем результаты структурного анализа: разъединяем исследуемый механизм на исходные механизмы и кинематические цепи с нулевой подвижностью (группы Ассура), так как только они будут обладать статической определенностью, то есть количество неизвестных в отсоединенной цепи равно количеству уравнений, которые можно составить для их решения.

.4.1 Расчет сил действующих на звенья

Силы тяжести приложены в центрах тяжести, а силы инерции в центрах масс звеньев. Направление последних устанавливаем по результатам решения задач динамики движения: противоположно ускорениям соответствующих центров масс. Момент силы инерции тоже определяем по результатам динамики и направляем противоположно угловому ускорению звеньев.

Соответствующие расчёты для всех положений звеньев приведены в таблице:

Таблица 15

.4.2 Кинетостатика групп Ассура

Расчет начинаем с той группы Ассура, где есть ведомое звено.

Сила взаимодействия двух тел (реакция) без учета сил трения направлена по нормали к ним, проведенной в точке их касания.

В кинематической паре направление реакции неизвестно и мы ее раскладываем по двум направлениям - вдоль координат Х и Y.

Рис.9

Составляем расчетную схему.

Изобразим группу Ассура, сохраняя заданное положение ее звеньев, соответствующие их положению в механизме. На чертеже изображена группа Ассура, с приложенными к ней силами.

Поясним построения. В заданном положении группа Ассура нагружена движущей силой, приложенной к ползуну (поршню) и направленной против движения. Реакции во вращательных парах неизвестны по направлению, по этому их раскладываем на два направления. Направление их выбираем положительное.

Для упрощения составления уравнений реакций введем три переменных : А, В, С, которые являются суммами моментов всех сил относительно некоторых точек.

)- сумма всех моментов 2-го звена относительно точки B.

)

)

Результаты других значений переменных приведены в таблице:

Таблица 16

Далее для нахождения реакции  из выражений

)

из 3)  подставляем в 1):

Следующим шагом найдем и :

После находим  и :

Реакции во внешних кинематических парах найдены.

Остальные значения приведены в таблице:

Таблица 17

После расчетов на листе 3 строим график  с масштабный коэффициентом КR03=3,470763H/м, К ϕ =0,044 рад/м.

Также строим годограф  -  с масштабный коэффициентом КR12=-875,347391H/м и строим годограф  -  с масштабный коэффициентом КR32=482,349137H/м.

1.4.3 Кинетостатика входного звена

Задачи: Определяем уравновешивающий момент.

Уравновешивающий момент уравнения суммы моментов всех сил, действующих на входное звено.

Рис.10. Схема нагружения входного звена.

Сила G1 не входит в данное уравнение потому, что звено 1 считаем уравновешенным (центр тяжести лежит на оси вращения).

Реакции  и  мы можем найти как противоположные к реакциям  и

=

=

Определим момент уравновешивающий, который будет оставаться неизменным во всех положениях механизма:

=-2,525 H/м

Вывод: В разделе кинетостатика были определены реакции в кинетических парах и уравновешивающий момент сил, а так же сделан вывод, что максимальные реакции определены в паре шатун- коленвал.

Заключение

В данном курсовом проекте по теории машин и механизмов был выполнен анализ рычажного механизма; в структурном анализе были рассмотрены и найдены особенности строения механизма - степень подвижности, входное звено, группы Ассура которые входят в механизм, класс механизма; определяющие последовательность его кинематические и динамические исследования.

В кинематическом анализе исследовалось движение механизма в геометрическом аспекте. Было проанализировано движение выходного звена (ползун), найден рабочий ход механизма. Так же были построены функции, описывающие преобразование движения в механизме. Графически так же определили период разгона и период торможения.

В анализе динамики установившегося движения для построения динамической модели машины и определение истинного закона движения. Оценив неравномерность хода машины, мы вводим в машину маховик, для того чтобы снизить инерционную нагрузку и таким образом повысить долговечность машины

В силовом расчете определили реакции в кинематических парах и опорах, рассчитан уравновешивающий момент.

При синтезировании зубчатого зацепления был проведен расчет геометрических размеров и определены качественные показатели прямой зубчатой передачи.

Список литературы

1. Водопьянов А.Ф. Лашко В.А. Кинематика, динамика и кинетостатика машин и механизмов. Учебное пособие - Хабаровск, 1999г.

.Черная Л.А. Черный Б.А. Исследование плоских механизмов с использованием ЭВМ. Методическое пособие-Хабаровск, 1979г.

. Артоболевский И. И. Теория механизмов и машин, М; Наука, 1975

. Фролов К.В., Попов С.А., и др. « Теория механизмов и машин »- М.: Наука, 1990

. Курсовое проектирование по теории механизмов и машин / Под ред. А.С. Кореняко 5-е издание. Киев: Вища школа,1970.