1 2 3 4 5 Національний технічний університет«Харківський політехнічний інститут»КурсоваТеорії механізмів і машинВиконав студент 2 курсу групи- Е721заШкурупій Дмитро Олександрович«Харків» 2023р Задание Горизонтально–ковочная машина nД =1450 об/мин; а Pm=5000 Н; z 1 =25; z2 = 50; z/ =25; 2 z3 =100; z4 = 12; m = 5; b = 10m = 50 мм; ϕy=60°; ϕc= 60°; ϕдв =20°; [δ]≤ 30°; N = 4; h= 0,02 м. Структурный анализ главного механизмаКинематическая схема главного механизма П о формуле Чебышева определим число степеней подвижности механизма: W= 3n− 2P5 − P4 = 3⋅3− 2⋅4 =1, где n= 3 – число подвижных звеньев; P5 = 4 (0 −1; 1− 2; 2 − 3; 3− 0) – число кинематических пар 5-го класса; P4 = 0 – число кинематических пар 4-го класса. . Построение структурной схемы механизма Выделим структурные группы группа из звеньев 2 и 3, первая в порядке образования механизма; 1-й класс по Баранову; 2-й порядок. 2-й класс по Артоболевскому [1, 2]. Кинематическое исследование главного механизмаОпределение масштаба длин Для построения планов положения механизма необходимо определить масштаб длин по формуле lOA0,1 м µl= = = 0,002 , ОА 50 мм г де lOA= 0,1 м – истинная длина кривошипа (звено 1); ОА = 50 мм – отрезок, изображающий на кинематической схеме длину кривошипа (задан призвольно). Длину звена 2 на чертеже: lAB0,28 А В = = = 140 мм. µl0,002 . Построение кинематической схемы главного механизма м В масштабе µl= 0,002 строим кинематическую схему главного мм механизма в семи положениях с общей точкой О, включая положения, где ползун 3 занимает крайнее правое и левое положения (прил. А, лист 1), разделив ϕp =180° на 4, а ϕx=180° на 3. Построение планов скоростей и ускорений Запишем векторные уравнения для построения планов скоростей и ускорений структурной группы 2–3 [1, 2]. Векторные уравнения скоростей: ⎧⎪⎨ VB2 = VA+VBA; ⎪⎩VB3 = VB0 +V3−0, м где VB2 = VB3 , VB0 = 0, VA= ω1 ⋅lOA= 7,85⋅0,1 = 0,785 , VA⊥ OA, VВA⊥ ВA, с π⋅ n1 π⋅75 -1 V 3−0 α − α , ω1 = = = 7,85 с . 30 30 Векторные уравнения ускорений: nτ ⎧⎪ аB2 = аA+ а BA+ а BA; ⎨ к ⎪⎩аB3 = aВ0 + a3−0 + a3−0 , м 2 2 аB2 = аB3 , aA= ω1 ⋅lOA= 7,85 ⋅0,1 = 6,16 2 , aA направлен по звену 1 от А к О, с nnτ aBAlAB; вектор aBA направлен по АВ от В к А; вектор а BA⊥ AB и по модулю к неизвестен; направлен a3−0 = 2V3−0ω0 = 0, aВ0 = 0, a3−0 α − α . Масштабы планов скорости и ускорения Вычислим масштабы планов скорости и ускорения для построения планов скоростей и ускорений: м µ V= µl⋅ω1 = 0,002⋅7,85 = 0,0157 – масштаб плана скорости; с⋅мм м µа 2 – масштаб плана ускорения. с ⋅мм Предполагаем, что ω1 = const. Графическое решение системы векторных уравнений Решая графически системы векторных уравнений (2.1) и (2.2), строим планы скоростей и ускорений для всех положений механизма. Рассмотрим, например, положение 2. На плане скоростей: отрезок (pa) = VA= OA= 50 мм. Из построенного µV плана скоростей: VBA= (ab)⋅µV= 32⋅0,0157= 0,56 м ; с м VB= (pb3)⋅µV= 26⋅0,0157= 0,4 , для всех положений механизма значения VBA и с VB заносим в таб 1 На плане ускорений: (πa) = aA= OA= 50 мм; отрезок µa ( an) = aBAn = (ab)2 = 322 = 4,6 мм, µaµl µl(AB) 140 где (ab) = 32 мм из плана скоростей; (AB)=140 мм из плана положения механизма. Из построенного плана ускорений: aB= (πb3)⋅µa= 36 ⋅0,123 = 4,43 м2 ; с м a . 2 с Значения отрезков (an), а также модули скоростей и ускорений для всех положений механизма занесем в табл.1. Используя теорему о подобии, на планах скоростей наносим точку S2, соединяем ее с полюсом p, получим отрезок (ps2). Для положения 2 находим VS2 = (ps2)⋅µV= 40 ⋅ 0,0157 = 0,63 м . с . Определение угловых скоростей и угловых ускорений Используя планы скоростей и ускорений, определяем угловые скорости и угловые ускорения звена 2 по формулам VBA0,56 −1 ω 2 = = = 2 c ; lAB0,28 a BτА (nb)⋅µa32 ⋅ 0,123 -2 ε2 = = = = 14,1 с . lABlAB0,28 Величины ω2 и ε2 для всех положений заносим в табл. 1, присвоив знак плюс, если они направлены по вращению кривошипа, и знак минус, если в противоположную сторону. Направления ω2 и ε2 показаны на кинематической схеме механизма. Построим в правой части листа (прил. А, лист 1) графики перемещения, скорости и ускорения звена 3, а также угловой скорости и углового ускорения звена 2 в функции угла поворота кривошипа на интервале полного оборота.
с-2 µε2 =0,5 . мм
Примечание: если кинематический анализ выполняется на ЭВМ, то вместо табл. 1 приводится распечатка результатов кинематического анализа. 1 2 3 4 5 |