Кинематическое и силовое исследование механизмов двигателя внутреннего сгорания
Определение числа степеней свободы каждого из плоских механизмов по формуле Чебышева. Силовой расчет рычажного механизма. Вычисление масштабов кинематической диаграммы перемещения. Векторное уравнение равновесия сил, действующих на группу звеньев.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 08.06.2015 |
| Размер файла | 313,9 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. Структурный анализ механизма
В плоском механизме предварительно наложенные общие связи лишают каждое из звеньев трех степеней свободы, а именно: вращения вокруг двух координатных осей, лежащих в плоскости движения механизма и скольжения вдоль оси, перпендикулярной этой плоскости.
Поэтому кинематические пары могут наложить на относительное движение звеньев, образующих кинематическую пару, либо одно, либо два условия связи. Таким образом, в плоском механизме могут быть только следующие пары:
а) Высшие кинематические (например, сопрягающиеся профили зубчатых цилиндрических колёс или система профиль кулачковой шайбы - толкатель). Число этих пар механизма будем обозначать p4.
б) Вращательная (шарнир) или постельная (ползун в направляющих) число таких пар механизма будем обозначать p5.
Число W степеней свободы каждого из плоских механизмов системы можно определить по формуле Чебышева:
,
где n - число подвижных звеньев.
Для данного механизма число подвижных звеньев равно n = 5 (коромысло 1, шатун 2, ползун 3, шатун 4, ползун 5).
Число кинематических пар V - го класса: .
Число кинематических пар IV - го класса: .
Таким образом:
,
т.е. механизм обладает одной степенью свободы.
Таблица 1. Структурный анализ механизма
|
Звенья |
Кинематические пары |
|||
|
Изображение |
Движение |
Изображение |
Класс |
|
|
Стойка неподвижная |
0-1 Вращательная Vкл |
|||
|
Кривошип вращательное |
1-2 Вращательная Vкл |
|||
|
Шатун плоско - параллельное |
2-3 Вращательная Vкл |
|||
|
Ползун поступательное |
0-3 Поступательная V кл |
2. Построение схемы механизма
Масштаб схемы. Приняв на чертеже отрезок АВ= мм, находим:
В принятом масштабе вычерчиваем схему механизма. Для построения 12 положений звеньев механизма разделим траекторию, описываемую точкой B кривошипа AB, на 12 равных частей.
Определяем длины звеньев на схеме:
3. Построение планов скоростей механизма
Угловая скорость
а) Определяем скорость точки A:
Вектор перпендикулярен OA и направлен в сторону вращения кривошипа OA.
На чертеже выбираем произвольно точку P - полюс. Из точки P проводим вектор, изображающий скорость точки A. Длину отрезка выбираем 20 мм.
Масштаб плана скоростей :
б) Определяем скорость точки B:
4. Построение планов ускорений механизма.
Положение 11.
а) Ускорение точки C:
Вектор направлен по звену OA к центру вращения - точка O. На чертеже выбираем точку Р - полюс. Из точки P проводим вектор ,.
Строим план ускорений = 40 MM - отрезок изображающий в масштабе ускорение точки A.
Масштаб плана ускорений.
б) ускорение точки:
Векторное уравнение:
где:
- нормальное ускорение точки B относительно точки A, направленное вдоль AB от B к A;
тангенциальное ускорение точки B относительно A, направленное перпендикулярно BA; ускорение точки B, направленное вдоль горизонтальной прямой.
в) ускорение точки D:
где:
- нормальное ускорение точки D относительно точки C, направленное вдоль CD от D к C;
тангенциальное ускорение точки D относительно C, направленное перпендикулярно DC; ускорение точки B, направленное вдоль горизонтальной прямой.
Измерив длины векторов тангенциальных ускорений и умножив их на масштаб, получаем:
Угловые ускорения звеньев:
5. Кинематические диаграммы
Диаграмма перемещения. Для построения диаграммы перемещения точки М ползуна откладываем по оси абсцисс отрезок отражающий период Т одного оборота кривошипа, и делим его на 12 равных частей. От точек 1, 2… …11 диаграммы s( откладываем ординаты 1 - 1, 2 - 2…, 11 - 11, соответственно равные расстояниям , ,…, проводимые точкой М от начала отсчета.
Вычисление масштабов диаграммы перемещения.
Диаграмма скорости. Строится графическим дифференцированием графика перемещения по методу хорд. Он заключается в следующем. Криволинейные участки графика s( заменяем прямыми 0-1*, 1*-2*,…
11*-12*. Под графиком перемещения проводим прямоугольные оси и . На оси выбираем полюсное расстояние 0P1=20 мм. Из полюса p проводим наклонные прямые p-1, p-2,… p-11, параллельные хордам 0-1*, 1*-2*,… 11*- 0. Из середины интервалов 0-1, 1-2,…11- 0 диаграммы проводим перпендикуляры к оси t (штриховые линии). Из точек 1',2'…11' проводим прямые, параллельные оси . Точки пересечения соединяем плавной кривой. Масштаб диаграммы скорости вычисляем по формуле:
Диаграмма ускорения. Строится графическим дифференцированием диаграммы скоростей. Все построения аналогичны ранее описанным при графическом дифференцировании диаграммы перемещения. Масштаб диаграммы ускорения равен:
= = 0,005
6. Силовой расчет рычажного механизма
Определяем все активные силы:
Силы тяжести:
Сила тяжести 2-го звена
Сила тяжести 3-го звена
Сила тяжести 4-го звена
Сила тяжести 5-го звена
Сила инерции
Сила инерции 2-го звена:
Сила инерции 3-го звена:
Сила инерции 4-го звена:
Сила инерции 5-го звена:
Моменты сил инерции:
Момент силы инерции 2-го звена:
Момент силы инерции 4-го звена:
Силовой расчет группы звеньев 2-3.
Строим группы Ассура 2 и 3 звеньев в масштабе , в соответствующих точках прикладываем все активные силы: силы тяжести, силы инерции, моменты сил инерции.
Составляем уравнение моментов всех сил относительно точки A:
-= 0
= = = 638 (H)
Составляем уравнение моментов всех сил относительно точки B:
- = 0
=1324,1 (H)
Зададим масштабный коэффициент (взяв наибольшую силу):
Разделим все остальные силы на и получим отрезки в мм, а направление их возьмём с группы Ассура;
Составляем векторное уравнение равновесия всех сил, действующих на группу звеньев 2 - 3:
В выбранном масштабе сил строим план сил, указанных в уравнении. Из плана сил определяем:
Силовой расчет группы звеньев 4-5.
Строим группы Ассура 4 и 5 звеньев в масштабе , в соответствующих точках прикладываем все активные силы: силы тяжести, силы инерции, моменты сил инерции.
Составляем уравнение моментов всех сил относительно точки C:
-99.
Составляем уравнение моментов всех сил относительно точки D:
-
Зададим масштабный коэффициент (взяв наибольшую силу):
Разделим все остальные силы на и получим отрезки в мм, а направление их возьмём с группы Ассура;
Составляем векторное уравнение равновесия всех сил, действующих на группу звеньев 4 - 5:
++++ ++ = 0
В выбранном масштабе сил строим план сил, указанных в уравнении. Из плана сил определяем:
= 4811 (H)
= 4947 (H)
Силовой расчет ведущего звена.
Строим ведущее звено в масштабе ,
Реакция , которую требуется определить. Реакция , приложена в точке B, D и равна по величине реакции , но противоположна ей по направлению.
Составляем уравнение моментов всех сил действующих на 4 звено относительно точки 0:
Составляем векторное уравнение равновесия всех сил, действующих на OAC:
чебышев рычажный кинематический векторный
В выбранном масштабе сил строим план сил, указанных в уравнении. Из плана сил определяем:
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Кинематическая схема главного механизма, определение числа степеней его подвижности по формуле Чебышева. Определение масштаба длин, кинематической схемы и планов скоростей. Анализ и синтез зубчатого механизма, силовой расчет с учетом сил трения.
курсовая работа [266,2 K], добавлен 01.09.2010Расчет степени свободы и класса структурного анализа механизма. Кинематическое исследование рычажного механизма: определение положения всех звеньев и точек в зависимости от положения ведущего звена. Определение моментов и сил инерции звеньев механизма.
контрольная работа [401,3 K], добавлен 04.11.2013Основные понятия и определение машин, механизмов, звеньев и кинематических пар. Группы Ассура. Расчет числа степеней свободы плоских и пространственных механизмов, анализ структуры плоских рычажных механизмов. Пассивные связи и избыточные подвижности.
шпаргалка [3,6 M], добавлен 15.12.2010Структурное и кинематическое исследование рычажного механизма. Построение кинематической схемы, планов скоростей и ускорений. Силовой расчет рычажного механизма. Определение сил, действующих на звенья механизма. Замена сил инерции и моментов сил.
курсовая работа [32,9 K], добавлен 01.12.2008Структурный анализ рычажного механизма. Кинематическое исследование рычажного механизма графо-аналитическим методом. Определение скоростей и ускорений шарнирных точек, центров тяжести звеньев и угловых скоростей звеньев. Силовой расчёт устройства.
курсовая работа [800,0 K], добавлен 08.06.2011Динамический анализ рычажного механизма по коэффициенту неравномерности движения. Силовое исследование рычажного механизма. Проектирование зубчатой передачи и планетарного редуктора. Проектирование и расчет кулачкового механизма и его составляющих.
курсовая работа [88,8 K], добавлен 18.01.2010Определение степени подвижности кинематической цепи и класса механизма. Расчет перемещений, скоростей и ускорений, звеньев механизма и отдельных его точек. Проектирование цилиндрической, прямозубой, эвольвентной, корригированной зубчатой передачи.
курсовая работа [619,4 K], добавлен 22.10.2011Структурный анализ рычажного механизма, построение крайних положений его звеньев. Кинематический анализ исходного звена. Построение диаграммы перемещения, скорости и ускорения выходного звена. Силовой расчет кинематической пары 2-3 методом планов.
курсовая работа [365,2 K], добавлен 18.09.2014Структурный анализ механизма, определение числа его начальных звеньев. Степень подвижности механизма по формуле Чебышева. Определение вида, класса и порядка структурной группы. Построение кинематических диаграмм. Силовой анализ исследуемого механизма.
курсовая работа [204,9 K], добавлен 22.12.2010Кинематический анализ двухтактного двигателя внутреннего сгорания. Построение планов скоростей и ускорений. Определение внешних сил, действующих на звенья механизма. Синтез планетарной передачи. Расчет маховика, делительных диаметров зубчатых колес.
контрольная работа [630,9 K], добавлен 14.03.2015Подсчет степени подвижности для плоского механизма по структурной формуле Чебышева. Силовой анализ рычажного механизма методом планов сил 2-го положения механизма. Силовой анализ рычажного механизма методом Жуковского. Определение момента сил инерции.
курсовая работа [192,5 K], добавлен 10.12.2009Структурный анализ шарнирно-рычажного механизма. Построение планов положений, скоростей и ускорений. Диаграмма перемещения выходного звена механизма, графическое дифференцирование. Силовое исследование механизма. Проектирование кулачкового механизма.
курсовая работа [528,0 K], добавлен 20.01.2015Структурный анализ механизма, определение угловых скоростей и ускорений звеньев. Силовой анализ рычажного механизма, определение сил инерции, расчет кривошипа. Геометрический расчет зубчатой передачи, проектирование планетарного и кулачкового механизмов.
курсовая работа [387,7 K], добавлен 08.09.2010Определение положений, скоростей и ускорений звеньев рычажного механизма и их различных точек. Исследование движения звеньев методом диаграмм, методом планов или координат. Расчет усилий, действующих на звенья методом планов сил и рычага Жуковского.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 28.09.2011Изучение методов синтеза механизмов. Определение положений звеньев рычажного механизма, траекторий движения, скоростей; построение кинематических диаграмм. Расчет силовых факторов, действующих на звенья. Проектирование планетарной зубчатой передачи.
курсовая работа [681,3 K], добавлен 13.07.2015Построение рычажного механизма по двум крайним положениям ведомого и ведущего звеньев. Метрический синтез рычажного механизма подачи и перемещения патронной ленты. Профиль кулачка ускорительного механизма. Циклограмма работы механизмов условного образца.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 20.12.2012Структурный анализ механизма, его звенья и кинематические пары. Определение скоростей и ускорений точек звеньев и угловых скоростей звеньев. Силовой расчет рычажного механизма. Определение сил тяжести звеньев, инерции, момента инерции, реакции R34n и N5.
курсовая работа [619,4 K], добавлен 12.11.2022Нахождение степени свободы плоского механизма по формуле Чебышева. Определение масштабного коэффициента угла поворота кривошипа. Построение плана скоростей и ускорений. Изучение углового ускорения шатуна. Исследование синтеза кулачкового механизма.
курсовая работа [135,5 K], добавлен 11.09.2021Проектирование схемы, структурное и кинематическое исследование рычажного механизма, силовой расчет. Расчет геометрических параметров неравносмещенной эвольвентной зубчатой передачи внешнего зацепления из условия отсутствия подрезания. Расчет маховика.
курсовая работа [216,2 K], добавлен 24.03.2010Структурное и кинематическое изучение рычажного механизма. Определение сил, действующих на его звенья, и реакций в кинематических парах группы Ассура. Силовой расчет ведущего звена. Проектирование прямозубой эвольвентой передачи и планетарного механизма.
курсовая работа [193,5 K], добавлен 15.08.2011
