Министерство  сельского хозяйства РФ

Федеральное государственное образовательное  учреждение

высшего профессионального образования

«Пермская государственная сельскохозяйственная академия

имени академика  Д.Н.Прянишникова» 
 
 

Кафедра механики 
 
 
 
 
 

КУРСОВАЯ  РАБОТА 

По «Теории механизмов и машин»

Тема: «Кинематический анализ механизмов» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил: студент 2 курса

Заочного  отделения

по  специальности: «Безопасность

жизнедеятельности в техносфере»

Шифр: БЖС-10-4856

Антипин А.Н. 

Проверил: Куимов Ю.Е. 
 

Пермь 2011г.

СОДЕРЖАНИЕ: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Исходные  данные для проектирования

 

Таблица №1

Силовой расчет провести для положения № 6

План  ускорений построить для положения  № 6 механизма

Положение точки S2 находится из условия AS2 = 0.4*АВ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Определение основных размеров механизма

 
 

Используя формулу LАВ=LOA*l и исходные данные, определяем длины кривошипа ОА и шатуна АВ.

Натуральна  длина кривошипа LOA = 15 *VB(cp)/n1=15*3.0/740 =0.060 (м)

Натуральна  длина шатуна LAB = LOA*l = 0.060*4.3 = 0.258 (м)

Общая натуральная длина механизма L= 2*LOA+LAB =2*0.060+0.258=0.378 (м) 
 

2.1. Построение схемы механизма

 

   Принимаем масштаб ml = L/400 = 0.378/400 = 0.000945 (м/мм)

   В принятом масштабе вычерчиваем схему  механизма. Для построения 8 положений  звеньев механизма разделим траекторию, описываемую точкой А кривошипа ОА, на 8 равных частей. За нулевое принимаем то положение кривошипа ОА, при котором точка В занимает крайнее правое положение. Из отмеченных на окружности точек А0, А1, …А7 раствором циркуля, равным 250 мм.

   Чертежная длина кривошипа ОА=LOA/ml = 0.060/0.000945 = 63 (мм)

   Чертежная длина шатуна АВ= LAB/ml = 0.258/0.000945= 274 (мм)

   2*(ОА) + АВ = 400 (мм)

   2*63 + 274 = 400 (мм)

   Расстояние  от точки А до центра тяжести AS2=0.4*(AB)=0.4*274 =109.6 (мм) 
 
 

3. Построение планов скоростей и ускорений механизма

  3.1. Построение планов скоростей механизма

 

  Построение  начинаем от входного звена, т.е. кривошипа  ОА. Из точки р, принятой за полюс плана скоростей (лист 1 приложения), откладываем в направлении вращения кривошипа ОА вектор скорости точки А: ра=100 (мм).

  Скорость  точки А кривошипа ОА:

  VА = w1* LOA= 77*0.060 = 4.62 (м/с),

  где w1 - угловая скорость вращения кривошипа:

  w1 = p* n1/30 = 3.14*740/30 = 77 (с^-1)

  VA ^ OA

  VBA – скорость точки В звена 2 во вращательном движении относительно точки А, направлена перпендикулярно оси АВ; VBA ^ АВ;

  VB – скорость точки В ползуна 3, направлена вдоль оси ОВ.

  Из  точки а проводим линию, перпендикулярную оси АВ, а из полюса р плана скоростей – линию, параллельную оси ОВ. Точка b пересечения этих линий дает конец вектора искомой скорости VB.

  Масштаб планов скоростей вычисляем по формуле:

  mV = VA/pa = 4.62/100 = 0.0462(мс/мм)

  Скорость  точки S2 соединяем с полюсом р. Истинное значение скорости каждой точки находим по формуле:

  VB = mV*pb (м/с), VBA = mV*ab (м/с), VS2 = mV*pS2 (м/с),

  Определяем  угловые скорости шатуна АВ для 8 положений:

  wВА = VBA/ LAB =  w2 (с^-1)

  ТII = 0.5(m2* VS2²+JS2*w2²+m3* VB²) (Дж),

  JS2 = 0.1*m2* LAB²

  Направление угловой скорости звена АВ определяем следующим образом. Переносим (мысленно) вектор ba с плана скоростей в точку В шатуна АВ кривошипно-ползунного механизма и наблюдаем направление поворота звена АВ вокруг точки А. Все полученные значения сводим в таблицу 2. 

  Таблица 2

  Значение  скоростей точек кривошипно-ползунного механизма (м/с)

2.   Построение плана ускорений механизма

 

   Построение  плана ускорений рассмотрим для 1-го положения механизма (лист 1). Так  как кривошип ОА вращается с постоянной угловой скоростью w1 = 77 (рад/с), то точка А звена ОА будет иметь только нормальное ускорение, величина которого равна:

   аА = w1²* LOA = 77²*0.060 = 355.74 (м/с²)

   аА ½½АО

   Определяем  масштаб плана ускорений:

   mА = аА/pа = 355.74/100 = 3.557 ((м/с²)/мм),

где pа = 100 мм – длина отрезка, изображающего на плане ускорений вектор нормального ускорения точки А кривошипа ОА.

   Из  произвольной точки p - полюса плана ускорений проводим вектор pа параллельно звену ОА от точки А к точке О. Построение плана ускорений проводим согласно уравнению:

   аВ = аА + аⁿВА + а^tВА

   ½½ОХ½½АО½½ВА^АВ,

где, аВ – ускорение ползуна 3, направленного вдоль оси ОВ;

            аⁿВА – нормальное ускорение точки В шатуна АВ при вращении его вокруг точки А, направленно вдоль оси звена АB от  точки ВО к точке аg.

   аⁿВА = w2²* LAB = 0²*0.258 = 0 (м/с²)