Проектування структурної схеми механізму
Визначення структурної формули просторового механізму. Методика розрахунку числа зв'язків, що накладені до утворювання кінематичного ланцюга. Обчислення степені рухомості шарнірно-важільного механізму завантажника термічної печі за формулою Чебишева.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 09.04.2015 |
| Размер файла | 294,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru
Размещено на http://www.allbest.ru
1. Задачі
Проектування структурної схеми механізму, яка задовольняє задані умови:
l число ланок;
l число кінематичних пар відповідних класів;
l степінь вільності механізму.
МЕХАНІЗМ - це ланцюг вимушеного руху. Інакше, якщо одну з ланок кінематичного ланцюга з'єднати з двигуном (кількома двигунами) і решта ланок будуть здійснювати визначений закономірний рух, то з кінематичного ланцюга отримуємо механізм за умови, що одну з ланок перетворено на стояк.
2. Структурна формула просторового механізму (формула Сомова-Малишева)
Позначимо:
- число ланок кінематичного ланцюга;
- число кінематичних пар 1-го класу ;
- число кінематичних пар 2-го класу ;
- число кінематичних пар 3-го класу
- число кінематичних пар 4-го класу;
- число кінематичних пар 5-го класу;
- число степенів вільності до утворювання кінематичного ланцюга.
Тоді при утворюванні кінематичного ланцюга ( - степінь рухомості КЛ):
(1)
При перетворенні кінематичного ланцюга на механізм одна з ланок перетворюється на стояк, тоді степінь рухомості механізму:
(2)
або:
Позначимо: - число рухомих ланок , тоді остаточно:
(3)
- структурна формула просторового механізму або формула Сомова - Малишева.
3. Структурна формула плоского механізму (формула Чебишева)
Як відомо, тіло в площині має 3 степеня вільності, отже, перетворюємо формулу Сомова - Малишева з урахуванням зазначеного:
або:
(4)
- структурна формула плоского механізму або формула Чебишева.
Степінь рухомості механізму вказує на кількість двигунів, якими механізм приводиться до руху, або на кількість початкових ланок, або узагальнених координат.
4. Зв'язки механізму
Зв'язки, що накладені кінематичною парою.
Загальні зв'язки - це зв'язки, що накладені ще до утворювання кінематичного ланцюга. Число таких зв'язків:
,
де А - коефіцієнт при n в структурній формулі.
Наприклад, для плоского механізму .
За числом загальних зв'язків механізми діляться на 5 сімейств. Плоскі механізми, відповідно, відносяться до третього сімейства.
Надлишкові (пасивні) зв'язки - це зв'язки, що повторюються, але фактично не змінюють степеня рухомості механізму.
Розглянемо приклад плоского механізму.
Визначимо степінь рухомості за формулою Чебишева:
.
. Потрібен 1 двигун.
Для підвищення жорсткості конструкції (або з функціональних міркувань) у механізм уводять додаткову ланку EF (рис. 2).
Рис. 1
Рис. 2
Визначаємо степінь рухомості механізму на рис. 2:
.
.
Але фактичний степінь рухомості . Отже, цей результат означає, що в механізмі є надлишковий зв'язок (ланка EF).
До появи надлишкових зв'язків призводять:
l уведення додаткових ланок для надання специфічних властивостей механізму;
l неточності виготовлення ланок і кінематичних пар;
l залишкові або пружні деформації ланок.
Надлишкові зв'язки:
l вимагають підвищеної точності виготовлення механізму, що підвищує його вартість;
l призводять до збільшення сил тертя в кінематичних парах, що зменшує надійність механізму;
l призводять до статичної невизначеності механізму.
Висновок: раціонально спроектовані механізми не повинні мати надлишкових зв'язків.
Формули Озола для визначення числа надлишкових зв'язків.
l для плоских механізмів:
(5)
l для просторових механізмів:
, (6)
де - число надлишкових зв'язків; - фактичний степінь рухомості.
Усунення надлишкових зв'язків
Одним із методів усунення надлишкових зв'язків є зміна класу кінематичної пари.
Розглянемо приклад шарнірно-важільного механізму (рис. 3).
Рис. 3
Якщо в даному механізмі осі шарнірів A,B,C паралельні, тобто виконуються умови: і , то механізм є плоским, і його степінь рухомості можна визначити за формулою Чебишева:
.
Потрібен 1 двигун.
Якщо з будь-яких причин осі шарнірів не паралельні, тобто вищенаведені умови не виконуються, то механізм стає просторовим, і його степінь рухомості необхідно обчислювати за формулою Сомова-Малишева:
.
Тут:
.
Такий результат свідчить про наявність у механізмі надлишкових зв'язків (механізм буде рухатися зі “скрипінням”, при цьому знос кінематичних пар різко зростає, що неприпустимо).
Визначимо число надлишкових зв'язків за формулою Озола для просторових механізмів (фактичний степінь рухомості ).
.
Одним із методів усунення надлишкових зв'язків є зміна класу кінематичної пари.
Змінюємо в шарнірі С даного механізму кінематичну пару 5-го класу на кінематичну пару 3-го класу - сферичний шарнір (рис. 4).
Рис. 4
Число надлишкових зв'язків за формулою Озола:
.
Тут:
.
Залишився один надлишковий зв'язок.
Змінимо тепер клас кінематичної пари в шарнірі В із 5-го на 4-й - (циліндрична пара), як показано на рис. 5.
Рис. 5
Число надлишкових зв'язків за формулою Озола:
.
Тут:
.
Висновок: зміною класу пар позбавилися надлишкових зв'язків.
5. Місцеві рухомості (зайві степені вільності)
Розглянемо приклад кулачкового механізму з гострим штовхачем, який наведено на рис. 6.
Визначимо степінь рухомості даного плоского механізму за формулою Чебишева:
.
.
Потрібен 1 двигун.
Даний механізм має великий недолік - гострий штовхач призводить до великого тертя та відповідно зношування поверхні кулачка.
Для зменшення тертя в механізм уводиться додаткова ланка - ролик 3 (рис. 7), тому що тертя кочення менш за тертя ковзання, і знос поверхні кулачка зменшується.
Визначимо степінь рухомості механізму на рис. 6:
.
,
це означає, що в механізмі є місцева рухомість (ролик 3 обертається навколо власної осі).
Фактичний степінь рухомості , другий двигун не потрібен.
Місцева рухомість не впливає негативно на роботу механізму, навпаки, як в даному випадку, покращує її (зменшення тертя).
Рис. 6
Рис. 7
6. Утворювання механізмів шляхом нашарування груп Ассура
Л.В. Ассур (1878-1920 рр.) довів, що будь-який механізм може бути утворений шляхом приєднання до так званого початкового механізму структурних груп - груп Ассура.
Більшість механізмів мають степінь рухомості , отже, у більшості випадків початковий механізм один.
Початковий механізм.
За початкову ланку найчастіше приймають кривошип (а) або повзун (б), тому початковий механізм має вигляд (рис. 8):
Рис. 8
За І.І. Артоболевським такий механізм називається механізмом 1-го класу (за Ассуром - 1-го класу 1-го порядку).
Структурна група - група Ассура.
Групою Ассура називається кінематичний ланцюг, який має нульову рухомість у разі приєднання його до стояка, і який не розпадається на більш прості групи.
Структурна формула групи Ассура має вигляд:
. (7)
Отже:
, ,
де - число рухомих ланок, може бути тільки парним.
Табл. 1. Таблиця ланок і кінематичних пар
|
2 |
4 |
6 |
… |
||
|
3 |
6 |
9 |
… |
Розглянемо стандартні групи Ассура (рис. 9 - 11).
Рис. 9
.
Група 2-го класу 2-го порядку - за Артоболевським (двоповідкова - за Ассуром).
Рис. 10
.
Група 3-го класу 3-го порядку - за Артоболевським (триповідкова - за Ассуром).
Рис. 11
.
Група 4-го класу 2-го порядку за Артоболевським (4-го класу нульового порядку за Ассуром).
Отже, як визначається клас і порядок групи Ассура?
Клас групи визначається числом сторін найбільш складного замкнутого контуру.
Порядок групи визначається числом вільних елементів, якими група приєднується до вихідного механізму (за Артоболевським).
За Ассуром. - порядок групи визначається кількістю повідків, якими група приєднується до вихідного механізму (тому група на рис. 11 - нульового порядку).
7. Класифікація механізмів
Існує три принципи класифікації механізмів:
l структурно-конструктивна (механізми: шарнірно-важільні, кулачкові, зубчасті, фрикційні, з гнучкою ланкою тощо);
l функціональна (за призначенням: механізми передач, сортування, вмикання, вимикання тощо);
l структурна (за Ассуром).
Клас механізму визначається класом найскладнішої групи Ассура, що входить до його складу.
Розглянемо приклад: маємо шарнірно-важільний механізм (ШВМ) завантажника термічної печі.
1. Визначаємо степінь рухомості даного плоского механізму за формулою Чебишева:
структурний кінематичний шарнірний термічний
Потрібен 1 двигун.
2. Складаємо допоміжну таблицю ланок і кінематичних пар для подальшої побудови структурної схеми за відомим алгоритмом.
3. Будуємо стояк за числом його елементів - 3 (трикутник).
4. Будуємо ланки, які утворюють кінематичні пари зі стояком (це ланки 1, 3 ,5), причому ланка 3 - триелементна (трикутник).
5. Будуємо решту ланок у порядку утворювання замкнутих контурів (ланки 2 і 4).
6. Розбиваємо структурну схему на групи Ассура, виділивши початковий механізм.
7. Складаємо формулу будови механізму:
.
Отже, даний механізм є механізмом 2-го класу.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Структурний і силовий аналіз шарнірно-важільного механізму привода глибинного насосу. Синтез кулачкового механізму. Визначення реакцій у кінематичних парах механізму та зрівноважувальної сили методом М.Є. Жуковського. Побудова планів швидкостей механізму.
курсовая работа [411,2 K], добавлен 06.06.2019Побудова планів швидкостей та визначення кутових швидкостей ланок механізму. Кінетостатичне дослідження шарнірно-важільного механізму. Визначення маси, сил інерції і моментів ланок. Розрахунок законів руху штовхача. Перевiрка якостi зубцiв та зачеплення.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 09.09.2010Геометричний синтез зовнішнього евольвентного нерівнозміщеного зубчастого зачеплення. Кінематичне і силове дослідження шарнірно-важільного механізму привода редуктора. Визначення моменту інерції маховика за методом енергомас. Синтез кулачкового механізму.
курсовая работа [708,3 K], добавлен 23.11.2012Структурний аналіз механізму. Довжини та координати ланок. Число ступенів вільності механізму. Лістінг програми комплексного розрахунку механізму. Контроль передатних функцій та параметри динамічної моделі механізму. Зовнішні сили, діючі на механізм.
контрольная работа [88,3 K], добавлен 14.06.2009Аналіз важільного механізму. Визначення положень ланок механізму для заданого положення кривошипа. Визначення зрівноважувального моменту на вхідній ланці методом М.Є. Жуковського. Синтез зубчастого і кулачкового механізмів. Параметри руху штовхача.
курсовая работа [474,1 K], добавлен 05.04.2015Структурний, кінематичний, кінетостатичний та енергетичний аналіз конвеєра; синтез важільного механізму конвеєра за коефіцієнтом зміни середньої швидкості вихідної ланки; синтез зубчатого зачеплення і приводу механізму, синтез кулачкового механізму.
курсовая работа [387,9 K], добавлен 18.02.2008Механізм петельників швейної машини. Розробка просторової синхрограми механізму зигзагоподібного стібка. Визначення параметрів механізму петельника. Розрахунок ходу голки. Синтез механізму петельника. Динамічний аналіз та навантаження механізму.
отчет по практике [2,6 M], добавлен 19.05.2015Кінематичне та силове дослідження шарнірно-важільного механізму. Визначення моменту інерції маховика, побудова графіків. Геометричний синтез зовнішнього евольвентного нульового прямозубого зачеплення. Побудова графіка кутового переміщення штовхача.
курсовая работа [238,0 K], добавлен 19.05.2011Розгорнуте рівняння ланцюга головного руху. Визначення структурної формули ланцюга головного руху. Визначення передаточних відносин групових і постійних передач. Визначення дійсних частот обертань шпинделя та порівняння їх зі стандартними значеннями.
курсовая работа [519,3 K], добавлен 04.12.2023Розрахунок механізму підйому. Вибір кінематичної схеми, поліспаста та каната. Розрахунок діаметра барабана і блоків. Перевірка електродвигуна за тривалістю часу пуску. Розрахунок гальмівного моменту та вибір гальма. Обчислення деталей механізму повороту.
курсовая работа [151,0 K], добавлен 19.01.2014Структурний аналіз механізму. Кінематичне дослідження механізму: побудування плану положень, швидкостей, прискорень, діаграм для крапки В. Визначення сил і моментів сил, що діють на ланки механізму, миттєвого механічного коефіцієнта корисної дії.
курсовая работа [289,3 K], добавлен 21.11.2010Кінематичні схеми і характеристики механізмів пересування корзини коксонаправляючої; проектування важільного механізму: визначення сил, діючих на його ланки, реакцій в кінематичних парах та врівноважуючого моменту. Синтез зубчатої передачі редуктора.
курсовая работа [3,1 M], добавлен 03.07.2011Визначення умов роботи механізму дозувального вагового транспортеру, вдосконалення методів ремонту. Побудова схеми та карти змащення даного механізму. Вибір та застосування електродвигуна. Відновлення та підвищення зносостійкості відповідальних деталей.
курсовая работа [5,5 M], добавлен 18.01.2015Основне призначення та загальна будова стрілочного приводу. Вибір електродвигуна, кінематичний і силовий розрахунок передавального механізму, конструювання другого проміжного вала. Визначення основних розмірів зубчастих коліс. Розрахунок підшипників.
курсовая работа [173,4 K], добавлен 31.10.2014Структурний аналіз механізму. Побудова планів швидкостей та прискорень, евольвентного зубчатого зачеплення. Синтез та кінематичний аналіз планетарного редуктора. Ступінь рухомості плоских механізмів. Визначення загальних розмірів геометричних параметрів.
контрольная работа [534,8 K], добавлен 12.11.2014Розрахунок компонентів приводу механізму зміни вильоту стріли: необхідних зусиль, потужності. Обґрунтування двигуна, розрахунок його механічних характеристик. Вибір пускорегулювальних опорів. Визначення компонентів приводу механізму підйому вантажу.
курсовая работа [146,0 K], добавлен 16.06.2010Структурне і кінематичне дослідження важільного механізму. Визначення довжин ланок і побудова планів. Побудова планів швидкостей і визначення кутових швидкостей ланок для заданого положення. Сили реакцій у кінематичних парах за методом Бруєвича.
курсовая работа [430,7 K], добавлен 07.07.2013Характеристика трикотажних машин. Механізація процесу відводу тканини на машині "Українка-2" шляхом встановлення механізму товаровідтягування. Схема, креслення та конструкторські розрахунки вибраного механізму. Охорона праці та навколишнього середовища.
дипломная работа [3,3 M], добавлен 24.08.2010Дослідження кінематичних характеристик механізму, побудова схеми, планів швидкостей та прискорень. Силовий розрахунок механізму методом груп Ассура. Встановлення вихідних та геометричних параметрів зубчатих коліс. Графічний синтез профілю кулачка.
курсовая работа [925,4 K], добавлен 14.09.2012Модернізація електричного привода механізму підйому мостового крана типу К3-К6. Вимоги до електропривода механізму підйому. Тахограма руху робочого органу виробничого механізму. Попередній розрахунок потужності приводного двигуна мостового крану.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 11.12.2013
