Расчетно-пояснительная записка

Разработал РС-081Д.В. Колчев

Группа инициалы, фамилия

 

Руководитель Б.Б. Еськов

подпись инициалы, фамилия

 

Члены комиссии

подпись инициалы, фамилия

 

 

подпись инициалы, фамилия

 

Нормоконтролер

подпись инициалы, фамилия

 

 

Защищен Оценка

дата

 

 

 

Содержание.

 

 

1. Исходные данные.

2. Структурный анализ.

3. Кинематический анализ.

4. Динамический анализ.

5. Теорема о жестком рычаге (рычаг Жуковского).

6. Список литературы.

 

 

Задание 6, вариант 3.

Тема: Спроектировать привод шарнирно-рычажного механизма.

Исходные данные для проектировки привода приведены в таблице 1.

Таблица 1

H, мм	n, об/мин	Pn.c., Н	Δ,мм	ω1, с-1	Θ, град	AB, мм	CD, мм	q, кг/м

 

Дополнительные данные:

1. Центры тяжести звеньев-стержней находятся на середине их длинны.

Центр тяжести ползуна совпадает с центром шарнира.

 

2. Масса звеньев определяется по формуле m=q*l, где l – полная длинна звена в метрах; q – масса, приходящаяся на 1 метр длины звена, принять q=20 кг/м; массу ползуна определяют по найденной массе кривошипа m₁ и принимают m_полз=5m₁.

 

3. Моменты инерции массы звеньев относительно оси, проходящей через их центры тяжести, определяется по формуле J_s=1/12m*l².

 

4. Сила полезного сопротивления приложена к ползуну, проходящему через его центр тяжести и направлена против движения ползуна.

Величина силы сопротивления 2кН.

 

Раздел 1. Структурный анализ механизма.

 

Данный механизм состоит из 4 звеньев, которые составляют 2 структурные группы и

механизм 1-го класса.

 

(0-1)->(2-3)->(4-5).

 

Схему рычажного механизма чертим с масштабным коэффициентом μ₁(м/мм)=ВС(м)/l_BC(мм).

 

 

Раздел 2. Кинематический анализ механизма.

 

V_B1,2= ω₁*AB= 31*0,051=1,62 м/с

 

Построение плана скоростей с масштабным коэффициентом μ_V= .

 

Выбираем полюс (р) на поле чертежа.

 

Ѵ_B1,2 ⊥ AB

Ѵ_B3=Ѵ_B1,2+Ѵ_B3B1,2 Ѵ_B3B1,2 || CB

 

Ѵ_B3=Ѵ_C+Ѵ_B3C Ѵ_B3C ⊥ CB

 

ω ₃= Ѵ_D/CD=2,4/0,534=4,4(с^-1)

ω ₄=de* μ_V /DE=5(с^-1)

 

b₃d=pb₃*BD/CB=3090/164=19(мм)

 

Ѵ_ED⊥DE

 

Ѵ_E=Ѵ_D+Ѵ_ED

 

Ѵ_E=Ѵ_EE0+Ѵ_E0 Ѵ_EE0 || xx

 

 

Построение плана ускорений с масштабным коэффициентом

 

μ _а=a_B1,2(м/с²)/la_B1,2(ММ).

 

a_B1,2= ω₁²*AB=961*0.051=50 м/с²

 

a_B1,2 || AB

 

a_B3=a_B1,2+a^k_B3B1,2+a^r_B3B1,2

 

a_B3=a_C+aⁿ_B3C+a^t_B3C

 

a^k_B3B1,2=2* ω₃*Ѵ_B3B1,2=2*4,4*1,5=13(м/с²)

 

a^r_B3B1,2 || CB

 

a^t_B3C ⊥ CB

 

aⁿ_B3C= ω₃²*BC=19*0,164=3,17 (м/с²)

 

aⁿ_B3C || BC

 

b₃d=Пb₃*BD/CB=3399/164=21(мм)

 

a_E=a_D+aⁿ_ED+a^t_ED

 

a_E=a_E0+a^k_EE0+a^r_EE0

 

aⁿ_ED ||DE

 

a^t_ED ⊥ xx

ɛ₃=a^t_B3C/CD=681(с^-2)

ɛ₄=a^t_ED/DE=30(с^-2)

 

Раздел 3.

Динамический анализ механизма.

Для проведения динамического анализа необходимо определить параметры данного механизма.

Определяем массы каждого из звеньев:

m_i=q*l_i

m₁=q*l_AB=20*0,051=1(кг)

m₂=m₅=m₁*5=1*5=5(кг)

m₃=q*l_CD=20*0,267=5 (кг)

m₄=q*l_DE=20*0,05=1(кг)

Находим силу веса каждого звена:

G_i=g*m_i

G₁=g*m₁=9,8*1=9,8(Н)

G₂=g*m₂=9,8*5=49(H)

G₃=g*m₃=9,8*5=52(H)

G₄=g*m₄=9,8*1=9,8(H)

G₅=g*m₅=9,8*6=49(H)

Определяем моменты инерции для центров масс каждого звена:

J_Si=m_i*l²_i/12

J_S1=m₁*l²_AB/12=1*0,051²/12=0,0002(кг*м²)

J_S2=0

J_S3=m₃*l²_CD/12=5*0.260²/12=0,028(кг*м2)

J_S4=m₄*l²_DE/12=1*0,052²/12=0,00021(кг*м2)

Находим силы инерции всех звеньев:

P_Иi=-m_i*a_Si

P_И1=-m₁*a_S1=-1*25=-25(H)

P_И2=-m₂*a_S2=-5*50=-250(H)

P_И3=-m₃*a_S3=-5*8,5=-45(H)

P_И4=-m₄*a_S4=-1*79=-40(H)

P_И5=-m₅*a_S5=-6*79=-200(H)

Найдем моменты инерции 3 и 4 звеньев:

М_Иi=-J_Si* ɛ_i

М_И3=-J_S3* ɛ₃=-0,028*681=-19(Н*м)

М_И4=-J_S4* ɛ₄=-0,00021*30=-0,0063(Н*м)

 

 

Силовой расчет.

Структурная группа (4-5):

₃₄+R₀₅+P_и5+P_и4+G₄+G₅+P_n.c.=0

∑М_Е=R^y₃₄*DE-M_и4+P_и4*hр_и4+G₄*hG₄=0

R^y₃₄=M_и4-P_И4*hр_и4-G₄*hG₄/DE

R^y₃₄=0,0063-40*0,026-9,8*0,026/0,052=-25(H)

R₃₄=-R₄₃

R₃₄=360(H)

Звено (3):

R₄₃+R₂₃+P_и3+G₃+R₀₃=0

∑М_С=R₄₃*hR₃₄-P_И3*hP_И3-G₃*hG₃-R₂₃*CB-M_И3=0

R₂₃=R₄₃*hR₃₄-P_И3*hP_И3-G₃*hG₃-M_И3/CB

R₂₃=-360*0,24-45*0,126-52*0,026-20/0,203=-558(H)

R₀₃=858(H)

Звено (2):

P_и2+R₁₂+R₃₂+G₂=0

R₁₂=744(H)

Механизм 1-го класса(0-1):

P_y+R₂₁+R₀₁+G₁+P_и1=0

∑М_A=-P_y*AB-R₂₁*hR₂₁-G₁*hG₁

P_y=-R₂₁*hR₂₁-G₁*hG₁/AB

P_y=-744*0,05-9,8*0,02/0,051=-733(H)

R₀₁=1365(H)

 

Раздел 4.

Теорема о жестком рычаге.

Поворачиваем план скоростей на 90 ° на встречу ω₁, прикладываем силы тяжести, полезного сопротивления и уравновешивающую силу.

Составляем уравнение момента относительно полюса.

∑М_P=-P_y*pb_1,2-G₃*hG₃-P_И3*hP_И3-G₄*hG₄-P_И4*hP_И4-P_И5*pe+P_n.c.*pe-G₁*h_G1=0

P_y=-G₃*hG₃-P_И3*hP_И3-G₄*hG₄-P_И4*hP_И4-P_И5*pe+P_n.c.*pe-G₁*h_G1/pb_1,2≈733(H)

 

 

Список литературы.

1. А.И.Смелягин- Теория механизмов и машин(Москва ИНФРА-М 2008 г).

2. И.И.Артоболевский- Теория механизмов и машин(Москва «Наука» 1988 г).

 

3. А.С.Кореняко- Курсовое проектирование по ТММ(Киев 1970 г).