Кинематический и силовой расчеты рычажного шестизвенника

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ИНСТИТУТ ТРАНСПОРТА

 

 

Кафедра Детали машин

 

 

КИНЕМАТИЧЕСКИЙ И СИЛОВОЙ РАСЧЕТЫ РЫЧАЖНОГО ШЕСТИЗВЕННИКА

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

 

к расчетно-графической работе по Теории механизмов и машин для студентов специальностей НР-130503, ПСТ-130501, НБ-130504, МОП-130602, АТХ-190601, СТЭ-190603, ПДМ-190205, СП-150202, ПТИ-260703, ТМ-151001, МКC-151002, МХП-240801, МСО-190207

очной полной и сокращенной форм обучения

 

 

Тюмень 2009

Утверждено редакционно-издательским советом

Тюменского государственного нефтегазового университета

 

 

Составители: доцент, к.т.н. Никитина Любовь Ивановна

ассистент, Панков Дмитрий Николаевич

 

© государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Тюменский государственный нефтегазовый университет»

2009 г

Введение

 

Методические указания «Кинематический и силовой расчеты рычажного шестизвенника» используются при выполнении расчетно-графической работы по теории механизмов и машин. В них рассмотрены следующие вопросы: структурный анализ механизма, определение скоростей и ускорений отдельных точек и звеньев механизма, силовой расчет, построение рычага Жуковского Н.Е. Приводятся схемы, формулы, алгоритмы решения задач.

Методические указания предназначены для студентов технических специальностей очной полной и сокращенной формы обучения.

 

Задание на расчетно-графическую работу

1. Число оборотов кривошипа об/мин. Угловая скорость кривошипа является постоянной.

2. Размеры звеньев:

О₁А=0,15 м, АВ=0,2 м, ВС=0,5 м, ВО₂=0,185 м.

Центры масс звеньев расположены по середине соответствующих звеньев.

3. Массы звеньев: m₁=1,5 кг, m₂=2 кг, m₃ = 2 кг, m₄=5 кг, m₅ = 5 кг.

4. Момент инерции относительно оси, проходящей через центр масс звена: , , .

5. Рабочие усилие: F=40 Н.

Структурный анализ механизма

Структурная схема механизма.

 

Звенья механизма.

Звено ззвзвеназвена	Наименование	Подвижность	Число подвижных звеньев
	Кривошип	Подвижное	n=5
	Шатун	Подвижное
	Коромысло	Подвижное
	Шатун	Подвижное
	Ползун	Подвижное
	Стойка	Неподвижное

Кинематические пары.

№ п/п	Обозначение на структурной схеме	Соединяемые звенья	Вид	Тип кинематической пары	Индекс
Характер соприкосновения	Степень подвижности
	О1	1,6	Вращат.	Низшая	Одноподвижная	(1,6)
	А	1,2	Вращат.	Низшая	Одноподвижная	ВA(1,2)
	В	2,3	Вращат.	Низшая	Одноподвижная	ВB(2,3)
	В	3,4	Вращат.	Низшая	Одноподвижная	ВВ(3,4)
	С	4,5	Вращат.	Низшая	Одноподвижная	ВC(4,5)
	С	5,6	Поступат.	Низшая	Одноподвижная	ПС(5,6)
	О2	3,6	Вращат.	Низшая	Одноподвижная	(3,6)

 

Число одноподвижных кинематических пар p₁=7, число двух подвижных кинематических пар р₂=0.

 

 

Строение групп Ассура.

Последняя группа Ассура.

 

II класс, 2 порядок, вид ВВП.

Степень подвижности: .

Структурная формула: .

Начальный механизм.

 

I класс

Степень подвижности .

Структурная формула: .

 

Силовой расчет механизма

 

Пояснительная записка.

Пояснительная записка - документ, содержащий описание исследуемого механизма, обоснования принятых при его разработке методов исследования и технических решений, все виды расчетов, схемы, таблицы, поясняющие расчеты и принятые решения.

Пояснительная записка расчетно-графической работы должна содержать:

1. Титульный лист (приложение 1);

2. Задание на расчетно-графическую работу;

3. Введение;

4. Содержание;

5. Структурный анализ механизма;

6. Кинематический анализ механизма:

6.1. Определение скоростей точек звеньев и угловых скоростей звеньев;

6.2. Определение ускорений точек звеньев и угловых ускорений звеньев;

7. Силовой расчет механизма;

8. Расчет уравновешивающей силы с помощью рычага Жуковского Н.Е..

 

5.2. Общие требования к оформлению пояснительной записки.

Текстовые документы расчетно-графической работы должны быть сброшюрованы по ГОСТ 2.301-68. Титульный лист выполняется на бумаге формата А4 по ГОСТ 2.301-68 и должен соответствовать указанному ниже образцу. Текст записки должен быть набран в текстовом редакторе Microsoft Word. Шрифт пояснительной записки - Times New Roman, размер шрифта 14 с полуторным межстрочным интервалом. Выравнивание - по ширине. Ориентация страницы - книжная.

Листы записки должны иметь рамку и штамп с основной надписью.

Текст записки пишется в рамку, образованную полями: левое – 20 мм, правое – 5 мм, верхнее – 5 мм, нижнее – 5 мм. Основную надпись на листах пояснительной записки выполняют по ГОСТ 2.104-68. и ГОСТ 2.105-95. Примеры заполнения основной надписи первого листа пояснительной записки расчетно-графической работы и основной надписи последующих листов даны ниже (приложение 2).

Заголовки всех разделов выделяют в отдельную строку и выполняют прописными буквами. Все разделы, подразделы, пункты, подпункты нумеруют и оформляют согласно требованиям ГОСТ 2.105-75 следующим образом, например: 1.3.4.6 - где 1 -номер раздела, 3 - подраздела, 4 - пункта, 6 - подпункта. Разделы «Введение», «Задание», «Содержание» - не нумеруют.

Очередной раздел необходимо начинать с новой страницы. В конце подразделов результаты расчетов надо свести в таблицы, где привести значения, полученные в результате аналитических и графических расчетов.

Раздел «Содержание» должен содержать названия разделов и подразделов с указанием страниц.

 

5.3. Правила оформления формул.

1. Нумеруют только те формулы, на которые имеются ссылки по тексту. Номер формулы заключается в круглые скобки с выравниванием по правому краю.

2. Расчетные формулы записывают сначала в символьном виде, затем в них подставляют цифровые значения физических величин и, наконец, приводят окончательный ответ с обязательным указанием размерности, например,

 

5.4. Правила оформления графических построений.

1. Все рисунки и графики должны быть озаглавлены и пронумерованы по ГОСТ 7.32-2001.

2. Графические построения следует выполнять карандашом в соответствии с ГОСТ 2.105-95 и ГОСТ 2.106-96.

3. Каждый лист должен иметь основные надписи по ГОСТ 2.104-68 (приложение 2).

4. Все построения необходимо снабжать соответствующей им надписью и масштабным коэффициентом.

5. Масштабные коэффициенты построений следует выбирать так, чтобы площадь листа была максимально заполненной.

6. Кинематическая схема механизма:

6.1. В расчетном положении кинематическую схему механизма надо выполнять основными линиями, указать масштаб;

6.2. Кинематические пары следует обозначать заглавными буквами латинского алфавита, центры масс звеньев буквами «S» с индексами, соответствующими номеру звена;

6.3. Для расчетного положения механизма указывать номера звеньев и направления угловых скоростей и ускорений, полученные на основании расчетов.

7. Планы скоростей и ускорений:

7.1. Концы векторов скоростей (ускорений) точек механизма следует обозначать малыми буквами латинского алфавита в соответствии с буквами на плане механизма;

7.2. Направления абсолютных и относительных скоростей (ускорений) надо показывать стрелками.

8. Планы сил:

8.1. Группы Ассура следует выполнять в масштабе;

8.2. Векторы сил необходимо изображать в истинном направлении;

8.3. Каждый вектор надо снабжать соответствующим обозначением;

8.4. Планы сил необходимо строить в масштабе.

 

 

Приложение 1

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Тюменский государственный нефтегазовый университет»

Институт транспорта

 

Кафедра «Детали машин»

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к расчетно-графической работе по ТММ

на тему: «Расчет главного механизма высадочной машины»

Вариант 09-05.

 

Выполнил: студент группы АТХ-04-1

Иванов А.С.

 

Проверил: к.т.н., доцент Никитина Л.И.

 

 

Тюмень, 2007г.

Приложение 2

 

Расчетно-графической работы

Расчетно-графической работы

 

Расположение схем и

		Последняя группа Ассура   План сил для последней группы Ассура   План сил для звена 4
Схема механизма   План скоростей План ускорений

Приложение 3

планов на формате А1

Предпоследняя группа Ассура   План сил для предпоследней группы Ассура	Начальный механизм   План сил для начального механизма Рычаг Жуковского

Приложение 4

Основные формулы для определения скоростей и ускорений точек звеньев

№	Вид движения	Скорость	Ускорение
	Поступательное (ползун по стойке)	Все точки звена имеют одинаковую скорость , вектор, который направлен вдоль траектории движения точки A. IIХ-Х	Все точки звена имеют одинаковые ускорения . Если вектор ускорения направлен в сторону , то движение равноускоренное, если вектор ускорения направлен в противоположную сторону , то движение равнозамедленное. II Х -Х
	Вращательное вокруг неподвижной оси (кривошип или коромысло относительно стойки)	Скорость точки А Вектор направлен перпендикулярно ОА, в сторону угловой скорости .	Полное ускорение точки А Нормальное ускорение = Вектор направлен по радиусу АО к центру вращения О. II OA. Касательное ускорение Вектор направлен перпендикулярно АО в сторону углового ускорения
	Звено совершает плоскопараллельное движение (шатун)	Скорость точки В Относительная скорость Вектор направлен перпендикулярно к ВА в сторону угловой скорости .	Ускорение точки В Относительное ускорение Нормальное ускорение = Вектор направлен параллельно АВ (от точки В к точке А) II ВА Касательное ускорение Вектор направлен перпендикулярно АВ ВА

Рекомендуемая основная литература

1. Смелягин А.И. Теория механизмов и машин.- Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2003.

2. Теория механизмов и машин. Под ред. К.В. Фролова.- М.: Высшая школа, 2002.

3. Левитинский Н.И. Теория механизмов и машин.- М.: Наука,1990.

4. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин.- М.: Наука,1988.

5. Попов С.А. Курсовое проектирование по теории машин и механизмов.- М.: Высшая школа, 1986.

6. Марголин Ш.Ф. Теория механизмов и машин.- Минск: Вышэйшая школа, 1978.

 

 

Рекомендуемая дополнительная литература

1. Заблонский К. И. Теория механизмов и машин. Киев: Высшая школа, 1989.

2. Теория механизмов. Под ред. В.А. Гавриленко. М.: Высшая школа, 1973.

 

Содержание

 

Стр.

1. Структурный анализ механизма,	4
2. Кинематический анализ механизма.	6
2.1. Определение скоростей точек звеньев и угловых скоростей звеньев,	6
2.2. Определение ускорений точек звеньев и угловых ускорений звеньев.	8
3. Силовой расчет механизма.	13
3.1. Силовой расчет последней группы Ассура вида ВВП.	13
3.2. Силовой расчет предпоследней группы Ассура вида ВВВ.	14
3.3. Силовой расчет начального механизма.	17
4. Определение уравновешивающей силы с помощью рычага Жуковского Н.Е..	19
5. Правила оформления расчетно-графической работы.	22
6. Приложение 1. Образец оформления титульного листа.	24
7. Приложение 2. Образец выполнения основных надписей на текстовых и чертежных документах.	25
8. Приложение 3. Расположение схем и планов на формате А1.	27
9. Приложение 4. Основные формулы для определения скоростей и ускорений точек звеньев.	28
10. Рекомендуемая литература.	29

 

Методические указания к расчетно-графическим работам по Теории механизмов и машин для студентов специальностей НР, ПСТ, НБ, МОП, АТХ, СТЭ, ПДМ, СП, ПТИ, ТМ, МКC, МХП, МСО___очной полной и сокращенной форм обучения

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ИНСТИТУТ ТРАНСПОРТА

 

 

Кафедра Детали машин

 

 

КИНЕМАТИЧЕСКИЙ И СИЛОВОЙ РАСЧЕТЫ РЫЧАЖНОГО ШЕСТИЗВЕННИКА

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

 

к расчетно-графической работе по Теории механизмов и машин для студентов специальностей НР-130503, ПСТ-130501, НБ-130504, МОП-130602, АТХ-190601, СТЭ-190603, ПДМ-190205, СП-150202, ПТИ-260703, ТМ-151001, МКC-151002, МХП-240801, МСО-190207

очной полной и сокращенной форм обучения

 

 

Тюмень 2009

Утверждено редакционно-издательским советом

Тюменского государственного нефтегазового университета

 

 

Составители: доцент, к.т.н. Никитина Любовь Ивановна

ассистент, Панков Дмитрий Николаевич

 

© государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Тюменский государственный нефтегазовый университет»

2009 г

Введение

 

Методические указания «Кинематический и силовой расчеты рычажного шестизвенника» используются при выполнении расчетно-графической работы по теории механизмов и машин. В них рассмотрены следующие вопросы: структурный анализ механизма, определение скоростей и ускорений отдельных точек и звеньев механизма, силовой расчет, построение рычага Жуковского Н.Е. Приводятся схемы, формулы, алгоритмы решения задач.

Методические указания предназначены для студентов технических специальностей очной полной и сокращенной формы обучения.

 

Задание на расчетно-графическую работу

1. Число оборотов кривошипа об/мин. Угловая скорость кривошипа является постоянной.

2. Размеры звеньев:

О₁А=0,15 м, АВ=0,2 м, ВС=0,5 м, ВО₂=0,185 м.

Центры масс звеньев расположены по середине соответствующих звеньев.

3. Массы звеньев: m₁=1,5 кг, m₂=2 кг, m₃ = 2 кг, m₄=5 кг, m₅ = 5 кг.

4. Момент инерции относительно оси, проходящей через центр масс звена: , , .

5. Рабочие усилие: F=40 Н.