Реферат: Анализ нагруженности рычажного механизма - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Анализ нагруженности рычажного механизма

Банк рефератов / Технологии

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 711 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

14 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ ХАРЬКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧ ЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ Кафедра ИКГ Пояснительная записка к курсовой работе по курсу : “ Техническая механика ” на тему : " Анализ нагруженности рычажного механизма” Выполнил : Ст . группы ПЕА -98-2 Почепцов П.А . Харьков 1999 СОДЕРЖАНИЕ Введение………………………………………………………………….. Задание на курсовую работу……………………………… ………… 1. Динамический анализ механизма………………………………….. 1.1. Структурный анализ механизма……………………….……… 1.2. Кинематический анализ механизма……………………………. 1.3. Силовой анализ механизма……………………………………... 2. Расчёт элементов кинема тических пар на прочность….……….. Выводы…………………………………………………………………… Введение Механикой называется область науки , цель которой – изучение движени я и напряжённого состояния элементов машин , строительных конструкций под действием пр иложенных к ним сил . Принцип работы большинства приборов заключается в том , что реакция элемента на изменение измеря емой величины выражается в механическом пер емещении . Непосредственное измерение этих малых перемещений с в ысокой точностью невозможно без передаточного механизма , увелич ивающего неравномерные перемещения чувствительного элемента в равномерное движение и пере дающего их на устройство. Механику принято делить на теоретическую и прикладную . В теоретической механике устанавливаются общие закономерности изучаемых объектов вне связи с их конкретными приложениями . Под термином прикладная механик а понимают область механики , посвящённую изу чению движения и напряжённого сост ояния реальных технических объектов - конструкций , машин и т . п . С учётом основных закономерностей , установленных в теоретической м еханике. Проектирование , изготовление и правильная эксплуатация механизмов предполагают знание ф изич еских процессов , положенных в основу работы устройств , применяемых способов расчёта , при нципа конструирования узлов и деталей. Каждый механизм состоит из большого количества деталей , определенным способом соедин ённых между собой . Д лительность их ф ункционирования зависит от конструктивной формы , точности изготовления , материала и других факторов . При создании любых механизмов н ужно уделять внимание вопросам технологичности и экономичности. Исходные данн ые : = 40.82 рад ./с. = 45 мм. = 90 мм. = 30 мм. = 1 15 мм. Момент инерции звена : = Сила полезного сопротивления : Р =5 Н Масса звена : = , = 2.4 кг . / м. Масса подзуна С = 1.8 кг Масса подзуна С = 1.2 кг 1. Динамический анализ механизма. 1.1. Структурный анализ механизма. Подвижно соедин енные между собой части механизма называются звеньями . В механизме разл ичают непод вижное звено и подвижные звенья , которые м огут совершать поступательное и вращательное движения. Структурно-кинематической схемой механизма на зывается условное изображение взаимосвязанных не подвижных звеньев , выполненное в принятом ста ндартном масштабе длин с принятием усло вных обозначений кинематических пар. На рисунке представлен механизм шарнирног о четырехзвенника , тип которого определяется количеством , формой и взаимным расположением звеньев. Перечень звеньев механизма : 1. – стояк ; 2. – шатун ; 3,5 – ползун ; 4. – коромысло Перечень кинематических пар : 1 – 2 – кинематическая пара 5-го класса , вращающаяся ; 2 – 4 – кинематическая пара 5-го класса , вращающаяся ; 2 – 3 – кинематическая пара 5-го кла сса , вращающаяся ; 4-5 - кинематическая пара 5-го класса , вращ ающаяся ; Перечень структурных груп п : Механизм , что исследуется , засч итывают к механизмам 2-го класса. Опреде ление ступени движе ния механизма : Ступень движения механизма опр еделим по уравнению Чебышева W = - - где – количество движущихся звень ев механизма ; , – количество кинема тических пар 4-го та 5-го классов. Для механизма , чт о исследуется , к оличество движущихся звеньев =5, кинематических пар 5-го клас са =7, кинематические пары 4-го класса отсутствуют . Имеем : W =3 5 – 2 7=1 Для работы механизму необходима только одно ведущее звено , так как сту пень движимости равна единице. 1.2. Кинематический анализ механизма. 1.2.1. Определение скоростей точек и звеньев механизма. Планом скоростей называется диаграмма , на которой изображены векторы скоростей то чек плоского механизма. Дл я определен ия скоростей точек и звеньев механизма в оспользуемся методом планов скоростей . Построени е планов скоростей начинаем с скорости точки B ведущего звена А B . Учитывая , что скорость ведущего звена известна , скорость точки B определим из уравнения V = LAB где LAB – длина звена А B , м. VB = 4 0 ,82 0,03м . = 1, 22 м /с Вектор VB направлен пер пендикулярно звену А B . От произвольно взятой точки P ( полюса плану скоростей ) отложим вектор произвольной длины , что численно равен вектору скорости . VB Масштабный коэф фициент скорости определим из уравнения V = VB / PVB где VB – скорость точки , м / с ; PVB – длина вектора , мм. = 1,22/100= 0, 01 м /с.мм. Для определения скорости точки C воспользуемся услови ем её принадлежн ости звену – ВС .Скорость точки С определяется из векторного уравнения : VC = VB + VCB В этой векторной сумме неи звестно второе слагаемое. Известно , только ,что линия действия этого ве ктора перпендикулярна к звену BC . Проводим соответствующую линию на плане скоростей через точку в . Второе ур-ние для скорости точки С составляем с учётом неподвижной о поры- 1: VC = V 1+ VC 1 Скорость V 1 равна нулю . Ск орость VC 1 направлена вдол ь направления движения ползуна. На плане этой скорости соответствует линия ,параллельная направляющей. На пересечен ии этой линии и линии перпендикулярной зв ену BC на ходится точка с . Численно скорость VC равняется VC = PVC V где PVC – длина вектора , мм. VC = 12 0 0,01 = 1,2 м ./с. Для нахождения скорости точки Е воспользуемся тем ,что она принадлежит звену ВС и делит зв ено на равн ы е отрезки . Для векторов скоростей спра ведливо : LBC / LEC = bc / ec , где LEC -длина звена EC , ec - длина вектора на плане скор остей. На плане скоростей точка е находится на отрезке вс деля его в соотношении LBC/LEC. Вектор ,соед иняющий полюс с точкой е , соответствует скорости VE ,числе нное значение которой равно VE = PvE V = 97,5 0,01=0,97 м ./с. Опред елим скорость точки D . Точка D принадлежит звену DE . Это даёт векторное ур-ние VD=VE+VDE В этой вектор ной сумме неизвестно второе слагаемое.Известно только ,что линия действия этого вектора перпендикулярна звену ED. П роводим соответствующую ли нию на плане скоростей через точку е. Второе ур-ние составляем относительно неподвижнойопоры : VD=V1+VD1 V1=0. VD1 - направлена вдоль движения ползуна . На плане этой скорости соответс твует линия ,параллельная направляющей . На пересечении это линии и линии перпендикулярной звену DE находится точк а d . Численно скорость VD равна : VD = PVD V =79 0,01=0,79 м /с Построеный план скоростей позволяет определять не только скорости всех точек механизма , а так ж е величину и направление скоростей звеньев.О пределяем угловые скорости звена Е D и ВС . CB = VCB/LCB где CB – угловая скорость движения звена CB VCB - с корость движения точки С относительно В VCB = cb V = 54 0, 0 1 = 0,54 м ./ с. CB =0,54/0,09=6 рад /с Аналогично для звена DE : DE=VDE/LDE= V de /LDE DE =1 07 0,01/0,115=9,3 рад / с Направление угл овой скорости CB определяем путём перенесения вектора VCB в т очку c на сх еме механизма . Направление этого вектора указывает на направление движения звена СВ около точки В . Аналогично и для зв ена DE. 1.2.2. Определение ускорений точек и звеньев механизма. Для определения ускорений точек и звеньев механизма воспо льзуемся методом планов ускорений. Построение планов ускорений начинаем с ведущего звена механизма . Поскольку AB = const , то : aB= 2 LAB =40,82 2 0,03=49,98 м /с 2 Ускорение точки B направлено вдоль звена А B к центру её вращения . С любой произвольной точки PA отложим вектор произвольной длины , что численно равен вектору ускорения то чки B .Масштабный коэффициент ускорений найдём таким об разом : A = a B /P AB = 49,98/99=0,5 м /мм с 2 где P AB – длина вектора , мм. Для определения ускорения точк и C запишем ур-ние плоско-параллельного движения звена ВС : a E =a B +a n CB +a CB где a n CB – центрос тремительная составляющая ускорения относительно движения точки С около точки В ; a CB – касательная составля ющая ускорения точки С относительно точки В . a n CB =V 2 CB /L CB =( V cb ) 2 / L CB = (0,01 54) 2 /0,09=3,24 м /с 2 Длина с оответствующего вектора на плане : n CB =a n CB / A = 3,24/0,5=6,48 мм На плане ускорений из точки b` проводим вект ор n CB , параллельный звену BC и направленный от С к В , а из конца этого вектора - пе рпендикуляр в обе стороны , который со ответствует направлению касательного ускорения a CB .Дл я исследования движения ползуна необходимо ис пользовать точку 1 на неподвижной направляющей . Тогда ур-ние движения точки С : a C =a 1 +a C1 На плане ускорений точка 1 н аходится в полюсе т.к . она неподвижная Про a C1 известно , что оно параллельно направляюще й . Поэтому на плане через полюс проводится горизонтальная линия.На пересечении этой лин ии и ли нии перпендикулярной звену ВС находится точ ка с ` . Численное значение ускорения : a C = A P a c` где P a c` - длина вектора , соедин яющего полюс с точкой с ` . a C = 32 0,5=16 м /с 2 Точку е ` можно найти н а отрезке b`c` соответственно с соотношением : b`e`/b`c `=L BE /L BC из которого b`e`=b`c` L BE /L BC = 86,5/2=43,2 мм Значение ускорения a E определяется по формуле : a E = A P Ae =0,5 59=29,5 м /с 2 Для нахождения ускорения точки D запишем : a D =a E +a n DE +a DE Центростремительное ускорение a n DE найдём таким образом : a n DE = V 2 DE /L DE =( V de ) 2 /L DE = (107 0,01) 2 /0,115=9,9 м /с 2 Длина соответствующего вектора на плане ускорений : n DE =a n DE / A = 9,9/0,5=19,8 мм На плане ускорений из точки е ` проводим вектор n DE , парал лель ный звену DE и направленный от D к E , а и з конца этого вектора перпендикуляр в обе стороны , который соответствует направлению к асательного ускорения a DE . Ур-ние движения точки D : a D =a 1 +a D1 Т.к . точка 1-неподвижна , то на плане скоростей точка находится в полюсе . Ускорение a D1 направлено параллельно направляющей , поэтому на плане проводится вертикальная лини я . На пересечении её илинии перпендикулярной звену DE НАХОДИТСЯ ТОЧКА d` .Ч исленно ускорение d` равно : a D = A P Ad` = 41 0,5=20,5 м /с 2 Ускорения середины звеньев рав ны : a S1 = 49,9 0,5=24,75 м /с 2 a S2 = 29,5 м /с 2 a S4 = 23 м /с 2 Угловое ускорение звена BC определяем из соотношения : = a CB / L CB = A BC /L CB где BC -длина вектора a CB на плане ускорений CB = 86,5 0,5/0,09=480 1/ с 2 Если вектор BC условно перенести в точку С ,мо жно найти направление CB , они направлены в одну сторону. Для звена DE имеем : DE = a DE /L DE = A DE /L DE = 36 0,5/0,115=156 1/c 2 Его направление находим условн ым переносомвектора DE в точку D . 1.3 Силовой анал из механизма Метод сил ового анализа механизма с использованием сил инерции и установления динамического уравнения носит название кинестатического расч ета . Этот расчет основан на принципе д ' Аламбера , ко торый предполагает , что в общем случае все силы инерции звена , совершающие сл ожн ое движение , могут быть сведены к главной векторной силе инерции и к паре сил инерции , которая определяется по форм улам ; , где m – масса звена ; – ускорение центра масс ; – момент инерции звена относительно о си проходящей чере з центр масс звена ; E – угловое ускорение звена. Сила инерции звена направлена противоположно ускорению , а момент инерции в сторону обра тную н аправлению углового ускорения. Делим механизм на группы Ассура. Нам дано : g = 2,4 кг /м ; а масса звена равна m = gl , тогда : m AB = 0, 03 2 ,4 =0,0 7 2 кг. P 1 = 0,072 9,8=0,705 H m BC = 0, 09 2 ,4 = 0, 216 кг. P 2 = 0,216 9,8=2,116 H m DE = 0,1 15 2,4 = 0, 276 кг. P 3 = 1,8 9,8=17,64 H P 4 = 0,276 9,8=2,704 H P 5 = 1,2 9,8=11,76 H Момент инерции стержня определяется по форму ле ; I BC = 0,216 0,09 2 /12=0,00014 кг м 2 I ED = 0,276 0,115 2 /12=0,0003 кг м 2 Сила инерции определяется : F u1 = 0,072 24,75=1,78 H F u2 = 29,5 0,216=6,37 H F u4 = 23 0,276=6,348 H Момен т и нерции определяем как M u2 =I BC BC = 0,00014 480=0,067 H M u4 =I ED ED = 0,0003 156=0,046 H Для нахождения реакций в кинематических парах разбиваем механизм на группы Ассур а . Начнем с группы звеньев наиболеее удале нной от ведущего звена.Это группа 4-5.Шарнирные связи заменяем реакциями R E и R 5 . Ракция в шар нире Е неизвестна ни по модулю ни по направлению , поэтому раскладываем её на составляющие : R E n - по направлению оси и R E - перпендикулярно ей . Реакция в шарнире D неизвестна по модулю и направлена перпендикулярно оси OY . M D =M 4 +F i4 h i4 -P 4 H 4 -R E L DE =0 Отсюда : R E = M 4 +F i4 h i4 -P 4 H4/L DE =0,046+6,348 0,047-2,704 0,029/0,115=2,313 Н Для определения R E n и R 5 рассмотрим ур- ние равновесия 2-х поводковой группы : R E n +R E +F i4 +F i5 +R 5 +P 4 +P 5 +P пс =0 Согласно с этим векторным ур-нием строится замкнутый силовой многоугольник . На чертеже выбирается полюс и от него проводим вектор прои звольной длины согласно напр авлению одной из сил . Масштабный коэффицент вычисляется по формуле : F = F i5 /P F F i5 = 24,6/120=0,2 где P F F i5 - длина соответствующего векто ра на плане сил. После этого к вектору F i5 в произвольном поряд ке достр аиваем остальные слагаемые вектор ного ур-ния , пересчитывая длины векторов через масштабный коэффицент . Используя план сил определим модули сил R E и R 5 . R E = 1 22 0 ,2=24,4 H R 5 = 53 0,2=10,6 Для определен ия реакций в шарнира х B и C рассмотрим группу 2-3. Шарнирные связи заменяются реакциями R B и R 3 . Реакция в шарнире Е известна из рассматриваемойй ранее кинематической пары и берется с противоположным направлением . Реакция в шарнире В неизвестна , поэтому ра складываем её на составляющие R B и R B n . Реакция в шарнире С направлена перпендикулярно оси OX . Сумма моментов относительно С равна нулю , отсюда R B = (R E h R +F i2 -M 2 -P 2 H 2 )/L BC = 6,015 H Для определения R B n и R 3 рассмотрим ур-ние : R B + R B n + R E +F i2 +F i3 +R 3 +P 2 +P 1 =0 Согласно с этим вектор ным ур-нием строится замкнутый силовой много угольник . На чертеже выбирается полюс и от него проводим вектор произвольной дл ины согласно направлению одной из сил . Мас штабный коэффицент вычисляется по формуле : F = F i3 /P F F i3 = 28,8/144=0,2 Н /мм Используя план сил определим модули сил R B и R 3 : R B = 121 0,2=24,2 H R 3 = 59 0,2=11,8 H Ведущее звено. Запишем ур-ние моментов относит ельно точки В : M=-R A L AB +P 1 H 1 =0 R A =P 1 H 1 /L AB = 0,19 H Для определения R A n и P ур запишем векторное ур-ние равновес ия сил R A n + R A + R B + F i1 + P 1 + P ур =0 Согласно с этим вектор ным ур-нием строится замкнутый силовой многоу гольник . Масштабный коэффицент вычисляется по формуле : F = R B / P F R B =46,4/90=0,5 Н /мм Используя план сил определим модули с ил R A и P ур : R A = 28 0,5=14 H P ур = 42 0,5=21 H Результаты измерений сведены в таблицах точка \ пар-тр B C E D S 1 S 2 S 4 CB DE V , м /с 1,22 1,2 0,97 0,79 0,61 0,71 0,99 a , м /с 2 49,98 16 29,5 20,5 24,75 29,5 23 , 1/С 2 480 156 ЗВ ЕНЬЯ \ ПАРАМЕТР 1 2 3 4 5 m , кг 0 ,072 0,216 1,8 0,276 1,2 I , кг м 2 0,00014 0,0003 F u , Н 1,78 6,37 6,348 M u , Н м 0,067 0,046 точ ки \ реакции A B C D E R , H 0,19 6,015 2,313 R n , H 14 23,4 22 R , H 14 24,2 11,8 1 22,2 2. Расчет элементов кинематических пар на прочность. 2.1. Определение внешних сил , действующих на звенья. В результате динамического анализа плоского рычажного механ изма определены внешние силы , действующие на з венья и кинематические пары . Такими внешними усилиями являются силы инерции F , моменты инерции M , а также реакции кинематических па р R , силы веса и полезного сопротивления. Под действием внешних сил звенья плоского механизма испытывают сложные деформации . Для заданного механизма преобладающим ви дом совместных деформаций является изгиб с растяжением – сжатием. Рассмотрим группу 4-5 как груз на двух опорах , нагруженных соответств ующими силами , т.е . выбираем расчетную схему. 2.2. Расчетная с хема. Из ур-ния суммы моментов от носительно точки Е найдем опорную реакцию К Д : M E =M 4 +(P 4 -F i4 ) L DE /2 + (-P пс - F i5 +R 5 +P 5 ) L DE -K D L DE =0 Отсюда найдем K D : K D = ( 0 , 046 +(2,704-5,383)0,057+(-2,5-12,3+10,392+5,88)0,115)/0,115= = -0,083 H Из ур-ния суммы момен то в относительно D найдем опорную реакцию К E : M D =(K E R E )L DE -M 4 +(P 4 -F i4 )L DE /2 Отсюда найдем К E : К E =(-0,115 2,313+0,046+(5,383-1,473) 0,0575)/0,115=0,043 H Из ур-ния N Z =0 найдём опорную реакцию Н Е : H E =R E n +P 1 n -F i4 n +P 5 n -F i5 n -P пс n -R 5 n = =22+2,268-3,364+10,184-21,304-4,33-6= -0,546 2.3. Построение эпюры N Z . Используя метод сечений для нормальной суммы N Z получаем такие ур-ния : N Z 1 =R 5 n +P пс n +F i5 n -P 5 n = 6+4,33+21,304-10,18=21,454 H N Z 2 =H E +R e n =22,546 H По этим ур-ниям стр оим эпюру N Z 2.4. Построение эпюры Q y . Для поперечной силы Q y ,используя метод сечений записываются такие аналитические ур- ния : Q y 1 = -K D +F i5 +P пс - P 5 -R 5 =-0,083+12,3+2,5-5,88-10,392=-1,56 H Q y 2 = R E -K E = 2,313-0,043=2,27 H По этим ур-ниям строим эпюр у Q y . 2.5. Построение эпюры M x . На участках 1 и 2 записываем ур-ния для изгибающего мо мента : M x 1 =(F i5 +P пс -P 5 -R 5 -K D ) z 1 0 Z 1 0,0575 M x 1 = 0;-0,089 M x 2 =-(R E +K E )Z 2 0 Z 2 0,0575 M x 2 = 0;-0,135 По этим ур-ниям строим эпюру M x , из неё ви дно ,что опасное сечение проходит через то чку S 4 , п отомучто в ней изгибающий момент M x и нормальная сила-мак симальны : M max =0,135 Н м N max =22,5 H 2.6. Подбор сечения. Из условия max =M x max /W x [ ] находим W x = 0,135 1000/1200=0,1125 см Находим по сортаменту разм ер двутавра 1) Круглое сечение W x = d 3 0,1d 3 d=1,125 см 2) Прямоугольн ое сечение W x =bh 2 /6=4b 3 /6 b=0,41 см h=0,82 см Материал звеньев СТ 3 [ ]=120 МПа ВЫВОДЫ. Цель курсового проектирования – закрепление теоретических знаний , что были получены во время изучения курса “Техничес кая механика” , ознакомление с методами проект ирования механизмов. Первый этап конструировани я любого механизма – это составление его кинематической схемы , расчет кинематических параметров , определение нагрузки р азличных деталей и энергетических характеристик механизма в целом. Выполняя курсовой проект по тех нической механике , овладел методами оп ред еления кинематических параметров механизмов , оцен ки сил , что действуют на отдельные звенья механизма , научился творчески оценивать скон струированный механизм с точки зрения его назначения – обеспечивать необходимые парамет ры движения звена .
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Продавец в овощной лавке нагрубил покупателю и получил в дыню, в тыкву и в репу.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru