Теория механизмов и машин

Содержание
Содержание 2
Техническое задание 3
1. Проектирование механизма 4
1.1. Определение размеров кривошипа и шатуна 4
1.2. Построение кинематической схемы механизма 4
2. Кинематический расчет механизма 5
2.1. Определение скоростей методом построения планов скоростей 5
2.2. Определение ускорений методом построения планов ускорений 7
3. Силовой расчет 11
3.1. Кинетостатический метод силового расчета 11
3.2. Внешние силы, действующие на механизм 11
3.3. Внутренние силы реакции 13
3.4. Определение векторов сил инерции и главных моментов сил инерции звеньев 13
3.5. Определение реакций в кинематических парах кинетостатическим способом 14
Список использованной литературы 20

Найдем касательную составляющую , для чего составим 1 уравнение – уравнение суммы моментов всех сил, действующих на диаду 2-3, относительно точки В:
,
отсюда:
Найдем нормальную составляющую и реакцию со стороны стойки.
Уравнение суммы векторов сил для диады 2-3:
В этом уравнении неизвестны величины сил и . Строим векторный многоугольник сил.
6. Выберем масштаб построения векторного многоугольника сил. Пусть наибольшей силе ФS2 = 55880 Н соответствует отрезок cd = 111,8 мм. Тогда масштаб построения многоугольника сил будет равен:
μF = еf/ФS2 = 111,8/55880 = 0,002 мм/Н
Отрезки векторного многоугольника, соответствующие различным известным силам, будут равны:
ab = Fτ12·μF = 14977·0,002 = 30,0 мм
ef = ФS3·μF = 45600·0,002 = 91,2 мм
cd = 111,8 мм Лист 15 Изм. Лист № докум. Подпись Дата
bc = G2·μF = 39,24·0,002 = 0,08 мм
de = G3·μF = 29,43·0,002 = 0,06 мм
Построим векторный многоугольник сил для диады 2-3:
Из точки а откладываем отрезок ab в направлении силы . От точки b откладываем отрезок bс в направлении силы тяжести . От точки с откладываем отрезок сd в направлении силы . От точки d откладываем отрезок dе
В направлении силы тяжести . От точки е откладываем отрезок еf в направлении силы . Из точки f проводим прямую, перпендикулярную направляющей стойки – направление . Из точки а проводим прямую, параллельную АВ – направление до пересечения с предыдущей прямой в точке к. В точке пересечения к векторный многоугольник замкнется.
8. Находим направление неизвестных сил, для чего расставляем стрелки векторов , так, чтобы все силы следовали одна за другой, т.е. многоугольник векторов сил замкнулся.
9. Находим модули неизвестных сил:
Fn12 = ak/μF = 197,8/0,002 = 98900 H
F43 = fk/μF = 41,4/0,002 = 20700 H
10. Находим полную реакцию в шарнире А – в кинематической паре 2.
,
поэтому соединим точку k с точкой b. Отрезок kb соответствует полной реакции . Вычисляем:
F12 = kb/μF = 200,1/0,002 = 100050 H
11. Найдем реакцию внутренней кинематической пары (4).
в точке В.
Разделим диаду по внутренней кинематической паре по шарниру В. Схема нагружения звена 2. Реакция в точке В показана в виде двух составляющих:
Лист 16 Изм. Лист № докум. Подпись Дата
Схема нагружения звена 3. В точке В согласно закону равенства действия и противодействия имеем реакции:
;
.
Составим уравнение суммы всех сил, действующих на звено 2:
Из уравнения следует, что для определения реакции необходимо на многоугольнике сил соединить точку d с точкой k и направить вектор в точку k.
Найдем модуль силы :
F32 = dk/μF = 100,2/0,002 = 50100 H
12. Сила , действующая на поршень, равна по величине и направлена ей противоположно.
3.5.2. Силовой расчет механизма 1ого класса
Изобразим кривошип в том же масштабе длин.
Покажем силы, действующие на кривошип.
При установившемся режиме работы на кривошип в нашем примере действуют следующие силы:
- сила со стороны шатуна 2, направленная противоположно силе , найденной при расчете диады 2-3.
- сила со стороны стойки. Неизвестная ни по величине, ни по направлению. Покажем ее произвольно.
Сила тяжести .
Главный вектор сил инерции , направленный противоположно ускорению .
- уравновешивающая сила, направленная перпендикулярно кривошипу в сторону пока неизвестную.
Лист 17 Изм. Лист № докум. Подпись Дата
Запишем два уравнения кинетостатического равновесия:
Найдем уравновешивающую силу.
Составим уравнение суммы моментов сил относительно точки О:
Находим полную реакцию со стороны стойки.
Составим уравнение векторной суммы сил:
Неизвестная сила находится путем построения силового многоугольника.
Векторный многоугольник строим в масштабе сил µF = 0,002 мм/Н.
Отрезки векторного многоугольника будут равны:
ab = F21·μF = 100050·0,002 = 200,1 мм
bc = Fу·μF = 56036·0,002 = 112,1 мм
cd = ФS1·μF = 13720·0,002 = 27,4 мм
de = G1·μF = 19,62·0,002 = 0,040 мм
Строим векторный многоугольник сил.
От точки а откладываем отрезок ab в направлении силы . Из точки b откладываем отрезок bc в направлении силы . Из точки с откладываем отрезок cd в направлении силы . Из точки d откладываем отрезок de в направлении силы Отрезок, соответствующий неизвестной силе , согласно векторному уравнению должен из точки e придти в точку а. Расставляем стрелки векторов сил.
Лист 18 Изм. Лист № докум. Подпись Дата
Замыкающий вектор eа определяет искомую силу .
Найдем модуль силы :
F41 = ea/μF = 193,2/0,002 = 96600 H
Лист 19 Изм. Лист № докум. Подпись Дата
Список использованной литературы
Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. М., 1988г.
Сильвестров В.М. Методическая разработка для выполнения курсового проекта по курсу «Теория механизмов и машин». М., Завод-втуз при Московском автомобильном заводе им. Лихачева, 1979г.
3. Кореняко А.С. и др. Курсовое проектирование по теории механизмов и
механике машин. К., 1970г.
Лист 20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата