Кинематический и силовой анализ рычажного механизма

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

Курсовой проект

на тему:

«Кинематический и силовой анализ рычажного механизма»

Иваново 2009

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту на тему:

«Кинематический и силовой анализ рычажного механизма»

Выполнил:

Принял:

Иваново 2009

СОДЕРЖАНИЕ

ЗАДАНИЕ

1 СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ

2 ПЛАН ПОЛОЖЕНИЙ

Метод Зиновьева

3 КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ

Положение 1

Положение 2

Положение 3

Положение 4

Положение 5

Положение 6

Сводная таблица результатов кинематического анализа

4 СИЛОВОЙ АНАЛИЗ

Силовой анализ рычажного механизма методом планов сил

Силовой анализ рычажного механизма методом Жуковского

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ

Схема рычажного механизма

По структурной формуле Чебышева для плоского механизма подсчитаем степень подвижности механизма [1]:

, (1)

где - число подвижных звеньев, =3;

- число вращательных или поступательных пар, =4;

- число высших кинематических пар, =0.

По формуле (1) получаем

.

Механизм имеет 1 степень свободы.

2. Формулы строения механизма.

.

Механизм является механизмом 2-го класса.

2 ПЛАН ПОЛОЖЕНИЙ

; (м); (м); (м); (м); (мин^-1).

(мм);

(мм);

(мм);

(мм).

; ; ; ; ; ;

; ; ; ; ; ;

; ; ; ; ;

Метод Зиновьева

где (м), (м), (м), (м).

3 КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ

Положение 1

План скоростей.

(рад/с);

(м/с);

(м/(с·мм)); ;

(м/с); _|_CD _|_CB

(м/с);

(рад/с);

(рад/с);

План ускорений.

(м/с²); ;

(м/(с²·мм));

(м/c²); _|_CD _|_CB

(мм);

(м/c²);

(мм);

(м/c²);

(м/c²);

(рад/c²);

(рад/c²);

Метод Зиновьева.

Положение 2

План скоростей.

(рад/с);

(м/с);

(м/(с·мм)); ;

(м/с); _|_CD_|_CB

(м/с);

(рад/с);

(рад/с);

План ускорений.

(м/с²); ;

(м/(с²·мм));

(м/c²); _|_CD _|_CB

(мм);

(м/c²);

(мм);

(м/c²);

(м/c²);

(рад/c²);

(рад/c²);

Метод Зиновьева.

Положение 3

План скоростей.

(рад/с);

(м/с);

(м/(с·мм));

(м/с); _|_CD _|_CB

(м/с);

(рад/с);

(рад/с);

План ускорений.

(м/с²); ;

(м/(с²·мм));

(м/c²); _|_CD _|_CB

(мм);

(м/c²);

(мм);

(м/с²);

(м/с²);

(рад/с²);

(рад/с²).

Метод Зиновьева.

Положение 4

План скоростей.

(рад/с);

(м/с);

(м/(с·мм)); ;

(м/с); _|_CD _|_CB

(м/с);

(рад/с);

(рад/с);

План ускорений.

(м/с²); ;

(м/(с²·мм));

(м/c²); _|_CD _|_CB

(мм);

(м/c²);

(мм);

(м/с²);

(м/с²);

(рад/с²);

(рад/с²).

Метод Зиновьева.

Положение 5

План скоростей.

(рад/с);

(м/с);

(м/(с·мм)); ;

(м/с); _|_CD _|_CB

(м/с);

(рад/с);

(рад/с);

План ускорений.

(м/с²); ;

(м/(с²·мм));

(м/c²); _|_CD _|_CB

(мм);

(м/c²);

(мм);

(м/с²);

(м/с²);

(рад/с²);

(рад/с²).

Метод Зиновьева.

Положение 6

План скоростей.

(рад/с);

(м/с);

(м/(с·мм)); ;

(м/с); _|_CD _|_CB

(м/с);

(рад/с);

(рад/с);

План ускорений.

(м/с²); ;

(м/(с²·мм));

(м/c²); _|_CD _|_CB

(мм);

(м/c²);

(мм);

(м/с²);

(м/с²);

(рад/с²);

(рад/с²).

Метод Зиновьева.

Сводная таблица результатов кинематического анализа

4. СИЛОВОЙ АНАЛИЗ

Силовой анализ рычажного механизма методом планов сил

Силовой анализ рычажного механизма методом планов сил 2-го положения механизма.

Выше ранее был произведен кинематический анализ этого положения, откуда мы найдем скорости и ускорения центров масс звеньев, а так же угловые скорости и угловые ускорения звеньев механизма.

Определим значение силы тяжести для каждого звена:

(кг/м); (м); (м); (м); (м/с²);

(Н);

(Н);

(Н);

Определим значения сил инерции:

(H);

(H);

(H);

Определим моменты сил инерции звеньев:

(H·м);

(H·м);

(H·м);

: ;

(372,4·38·0,02-75762,19·37·0,02-7197,41)/1,9=--18467,32;

: ;

(333,2·0,8·0,02+1920,64·0,8·0,01-1920,64-100)/1,7=-1027,54;

;

(Н/мм);

(мм); (мм);

(мм); (мм);

(мм); (мм);

(Н);

(Н);

(Н);

: ;

(Н·м);

;

(Н/мм);

(мм);

(мм);

(мм);

(H);

Силовой анализ рычажного механизма методом Жуковского

Повернем план скоростей для 2-го положения на девяносто градусов против часовой стрелки. Приложим к нему все внешние силы и силы инерции к одноименным точкам. Моменты заменим парами сил:

(Н);

(Н);

Составим сумму моментов относительно полюса плана скоростей:

:;

Откуда:

(-39,2·4+372,4·11+333,2·15-3788,11·9-75762,19·11+33893,61·3+

+3788,11·49+1188,61·62)/21=55287,05 (Н);

(Н·м).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Теория механизмов. Артоболевский И. И., М.: Наука, 1967 г., 720 стр. с илл.

2. Краснов А.А. Кинематический анализ плоских механизмов с низшими кинематическими парами. – Иваново, 2004 – 150 с.