Кафедра технологических и транспортных машин

Кафедра технологических и транспортных машин

 

 

ОЦЕНКА: ___________________________

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Теория механизмов и машин» 

«СТРУКТУРНЫЙ И КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РАБОТЫ РЫЧАЖНОГО МЕХАНИЗМА»

 

для студентов направление подготовки - 35.03.06 «Агроинженерия»

профиль обучения «Технические системы в агробизнесе»

 

ВАРИАНТ __10____

 

Выполнил студент:                                                               Иванов А.Д.

 

Группа ТСА 2 курс очное обучение

 факультета ФИТ

 

 

Проверил:                                                                                 Доцент Бердюгина О.В.                 

 

ЕКАТЕРИНБУРГ 2020г.

Содержание

Исходные данные и задачи курсовой работы…………………….……………..2                     

Структурный анализ плоского механизма. 3

Кинематический анализ. 5

План положений механизма. 6

План скоростей. 7

План ускорений. 9

Построение кинематических диаграмм. 11

Список литературы.. 14

 

Исходные данные.

1.1. Схема механизма штампа

А

В

ω 1

3            у

О

1.2. Дано:

ОА = 0,75 м;

АВ = 1,8 м;

у = 0,6 м;

ω = 3 с^-1;

1.3Задачи курсовой работы

Выполнить:

1. Структурный анализ механизма;

2. Кинематический анализ (методом планов и методом диаграмм)

Структурный анализ рычажного механизма.

Дана структурная схема механизма.

А

В

ω   1

3            у

О

Механизм предназначен для преобразования вращательного движения кривошипа – 1 в возвратно-поступательное движение ползуна 3.

2.1. Наименование звеньев

Таблица 2.1. - Звенья механизма.

№	Обозначение звена	Название звена	Вид движения
0	О	Стойка	Неподвижное
1	ОА	Кривошип	вращательное
2	АВ	Шатун	плоское
3	В	Ползун	поступательное

Вывод: Механизм кривошипно-ползунный. Число подвижных звеньев n =3.

2.2. Кинематические пары и их модификация

Таблица 2.2 – Кинематические пары механизма

Обозначение К.П.		Звенья составляющие К.П.		Вид относительно движения в паре		Число условных связей, (класс)
1		2		3		4
О		0-1		вращательное		5 (V кл.)
А		1-2		вращательное		5 (V кл.)
В		2-3		вращательное		5 (V кл.)
В	3-0		поступательное		5 (V кл.)

Вывод: Одноподвижных кинематических пар V кл. р₅ = 4

2.3. Степень подвижности механизма

W = 3 n – 2р₅ = 3 × 3 – 2 × 4 = 1

где n = 3 – число подвижных звеньев;

р₅ = 4 – число кинемат. пар V класса

Вывод: так как W = 1, механизм имеет одно ведущее звено – 1.

2.4. Разделение механизма на структурные группы (группы Ассура)

Таблица 2.3. – Структурные группы механизма.

Группа	Эскиз группы	Звенья, составляющие группу	Пары, входящие в группу	Класс, и вид группы
Ведущая (нач. мех.)		0-1	вр.	1 кл.
2 группа Ассура		2-3	вр.–вр.–пост.	2 кл. 2 вид

Вывод: механизм – 2-го класса.

2.5. Структурная формула механизма (порядок сборки).

Структурная формула составляется, начиная сведущего звена и присоединением последующих групп Ассура по порядку.

Вывод: 1 кл. (нач. мех.) ® 2 кл. 2в. (2-3). Механизм последовательный.

.Построение плана положений

Кривошип ОА вращается с постоянной скоростью w, поэтому положение точки А известно для любого момента времени (любого угла поворота звена ОА).

Дано: ОА = 0,75 м; АВ = 1,8 м; у = 0,6 м;

1. Выбираем масштаб длин по формуле (1)

m _l = = = 0,025 м/мм

2. Заполняем таблицу длин звеньев:

Таблица длин звеньев.

№ п/п	Название и обозначение звена	Действительная длина звена [ м ]	Длина отрезка на чертеже [мм]
1	ОА	0,75	30 мм
2	АВ	1,8	72мм
3	у	0, 6	24 мм

3. На чертеже произвольно выбирается точка О и от нее строится направляющая ползуна В по размеру «у»;

4. Из точки О строится окружность радиуса  - это траектория движения точки А;

5. Задаемся крайним положением кривошипа (кривошип и шатун вытягиваются в одну линию).

Для точки В это происходит в двух положениях:

· 1 правое мертвое положение: звенья ОА и АВ вытянутся в одну линию.

+ = 30 мм + 72 мм = 102 мм – правая мертвая точка (ПМТ);

Построим 1-е мертвое положение точки В₀:

Из точки О₁ раствором циркуля 102мм сделаем засечку на траектории движения точки В – получим ПМТ – В₀.

Соединяем точки В₀ и О, при этом на окружности точки А образуются точка А₀. Таким образом, построено положение кривошипа ОА и шатуна АВ в крайнем мертвом положении.

· 2ое левое мертвое положение: звенья ОА и АВ складываются в одну линию.

- = 120 мм – 30мм = 90 мм – левая мертвая точка (ЛМТ).

Построим левое мёртвое положение точки В_к.

Из точки О₁ раствором циркуля 90мм сделаем засечку на траектории движения точки В и получим ЛМТ. Эту точку обозначим В_к.

Соединим точки В_к и О, и продолжим до противоположной стороны окружности. При этом на окружности получим точку А_к. Таким образом, построено положение кривошипа ОА и шатуна АВ в крайнем левом мёртвом положении.

6. Делим окружность траектории движения точки. А радиуса ОА на равные части, например на 6. Деление окружности начинается от точки А₀ по ходу вращения кривошипа, указанному в исходных данных. Получаем точки А₁, А₂, А₃, и т.д.;

7.Затем строятся все точки В.Точка В, принадлежащая ползуну, движется всегда вдоль направляющей, поэтому из точек деления (А_1, А₂...) делаем засечки на траектории движения ползуна радиусом, равным длине отрезка шатуна в масштабе - .В результате получаем точки В_1, В₂ и т.д.

Найденные положения точки В определяют положение поршня (ползуна) на рабочем ходу – В_1, В₂, В₃; на холостом ходу – В₄, В₅. Соединив одноименные точки (А₁ и В₁, А₂ и В₂...) получим положения шатуна АВ за один оборот кривошипа.

Для определения хода ползуна необходимо:

1. Замерить ход ползуна на полученной схеме в миллиметрах.

План положений механизма построен, т.к. определены положения всех точек и звеньев механизма за один оборот кривошипа (цикл механизма).

2. Перевести полученное значение с помощью масштабного коэффициента длин в метры по формуле:

L = ·   = 62.12 мм ·0,01 м/мм ≈ 0,62 м

План положений механизма построен, т.к. определены положения всех точек и звеньев механизма за один оборот кривошипа (цикл механизма) и рассчитан ход ползуна, являющийся технологической величиной.

Построение планов скоростей

5.1. Размеры звеньев механизма:

ОА = 0,75 м; АВ = 1,8 м;

3. Угловая скорость ведущего звена ω = 3с^-1.

5.2. Виды движений звеньев механизма:

· 1 звено 0А (кривошип) – вращательное движение;

· 2 звено АВ (шатун) – плоское движение;

· 3 звено В (ползун) – поступательное движение.

5.3. Структурные группы Асура.

Механизм состоит из следующих структурных групп:

1. 1класса1вида                                                2. 2класса2вида

А                                                               В

О                                                                         А

Таблица расчёта скоростей точек и звеньев механизма

Скорости

Размерность

Положения механизма

0

1

2

3

4

5

Данные для расчёта

ω

рад/сек

5

5

5

5

5

5

ОА

м

0,3

0,3

0,3

0,3

0,3

0,3

АВ

м

1,2

1,2

1,2

1,2

1,2

1,2

Pva

мм

60

60

60

60

60

60

Pvb (замерить на плане скоростей для каждого положения механизма)

мм

0

56,03

47,8

6,47

46,3

64,43

ab (замерить на плане скоростей для каждого положения механизма)

мм

60

19,24

40,4

58,4

21,6

44,08

Расчёт масштаба скоростей

µ _V = V_A/Pva

м/с/мм

0,025

0,025

0,03

0,03

0,03

0,025

V_В =Pvb ·µ _V

м/с

0

1,401

1,19

0,16

1,16

1,611

Относительная скорость

V_AВ=ab ·µ _V

м/с

1,5

0,481

1,01

1,46

0,54

1,102

Угловая скорость

ω_АВ=V_AB/AB

рад/сек

1,25

0,401

0,84

1,22

0,45

0,918

Построение плана ускорений

6.1. Размеры звеньев механизма:

ОА = 0, 75 м; АВ =1,8; ω = 3 с^-1;

Угловая скорость ведущего звена ω = 3 с^-1.

6.2. Виды движений звеньев механизма:

· 1 звено 0А (кривошип) – вращательное движение;

· 2 звено АВ (шатун) – плоское движение;

· 3 звено ВО₁ (коромысло) - вращательное движение;

· 4 звено ВС (шатун) - плоское движение;

· 5 звено С (ползун) – поступательное движение.

6.3. Структурные группы Асура.1кл.1вид; 2кл.1вид; 2кл.2вид.

Список литературы

1. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. М.: Наука, 1988г.

2. Фролов K.B., Попов С.А., Мусатов А.К. Теория механизмов и машин. М.: ВШ, 2000г.

3. Волокитин Г.Г. Теория механизмов и механика машин. Томск, 2003

4. Попов С.А. Курсовое проектирование по теории механизмов и машин. М.: ВШ, 2000г.

5. Семелягин А.И. Теория механизмов и машин. Курс. проект. М., Новосибирск, 2003г.

6. Бердюгина О.В., Эльяш Н.Н. «Теория механизмов и машин»: учебное пособие, Екатеринбург: Изд-во УрГАУ, 2018. - 60с

7. «Структурный анализ». Учебно-методическое пособие к курсовой работе по дисциплине "Теория механизмов и машин" сост. О.В. Бердюгина, - Екатеринбург, Уральский ГАУ, 2018 – 16с.

8. «План положений» Учебно-методическое пособие к курсовой работе по дисциплине "Теория механизмов и машин" для студентов, направления подготовки ««Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов»» /сост. Ольга Владимировна Бердюгина, - Екатеринбург, УрГАУ, 2018г. – 12с.

9. «Построение планов скоростей». Учебно-методическое пособие к курсовой работе по дисциплине "Теория механизмов и машин., сост. Ольга Владимировна Бердюгина, - Екатеринбург, УрГАУ, 2018г. – 18с.

10. «Построение кинематических диаграмм». Учебно-методическое пособие к курсовой работе по дисциплине "Теория механизмов и машинсост. Ольга Владимировна Бердюгина, - Екатеринбург, УрГАУ, 2018г. – – 10с.

Кафедра технологических и транспортных машин

 

 

ОЦЕНКА: ___________________________

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Теория механизмов и машин» 

«СТРУКТУРНЫЙ И КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РАБОТЫ РЫЧАЖНОГО МЕХАНИЗМА»

 

для студентов направление подготовки - 35.03.06 «Агроинженерия»

профиль обучения «Технические системы в агробизнесе»

 

ВАРИАНТ __10____

 

Выполнил студент:                                                               Иванов А.Д.

 

Группа ТСА 2 курс очное обучение

 факультета ФИТ

 

 

Проверил:                                                                                 Доцент Бердюгина О.В.                 

 

ЕКАТЕРИНБУРГ 2020г.

Содержание

Исходные данные и задачи курсовой работы…………………….……………..2                     

Структурный анализ плоского механизма. 3

Кинематический анализ. 5

План положений механизма. 6

План скоростей. 7

План ускорений. 9

Построение кинематических диаграмм. 11

Список литературы.. 14

 

Исходные данные.

1.1. Схема механизма штампа

А

В

ω 1

3            у

О

1.2. Дано:

ОА = 0,75 м;

АВ = 1,8 м;

у = 0,6 м;

ω = 3 с^-1;

1.3Задачи курсовой работы

Выполнить:

1. Структурный анализ механизма;

2. Кинематический анализ (методом планов и методом диаграмм)