Московський державний університет шляхів сполучення
Кафедра «Теоретична і прикладна механіка»
Контрольна робота № 1
з дисципліни
«Деталі машин»
Студент Авгученко А.М.
Волгоград - 2014
Завдання № 1.
Потрібно виконати:
. Структурний аналіз механізму.
1.1 Накреслити схему механізму в масштабі для заданого кутом миттєвого положення вхідного (ведучого) ланки.
.2 Визначити кількість ланок і кінематичних пар механізму, позначити на схемі вхідний (провідне) ланка цифрою 1 і стійку (нерухома ланка) цифрою 0 (кінематичні пари позначають великими літерами);
.3 Визначити ступінь рухливості W механізму і виділити входить у нього структурну групу Ассура, вказавши клас, порядок і вид групи.
. Кінематичний аналіз механізму в положенні, заданому кутом.
.1 Побудувати плани швидкостей і прискорень для всіх зазначених на схемі механізму точок. При розрахунку прийняти=const.
.2 Визначити величини і напряму кутових швидкостей і прискорень ланок (де i=1, 2, 3 ... - порядковий номер ланки). Напрямки кутових швидкостей вказати на кінематичній схемі механізму круговими стрілками.
.3 При визначенні швидкостей і прискорень центрів мас Sj ланок прийняти, що центр маси ланки розташований на середині його довжини. Центр маси повзуна прийняти збігається з центром шарніра.
Вихідні дані
Схема кривошипно-ползунного механізму представлена ??на рис. 1.
Вхідний (провідне) ланка 1 (кривошип АВ) обертається за годинниковою стрілкою з кутовою швидкістю=40 рад/с (за умовою=const); кут миттєвого положення=30 °; розміри ланок:=0,12 м,=0,25 м; =0,30 м.
Рис. 1. Схема механізму
Рішення завдання
1. Структурний аналіз механізму
За вихідними даними вичерчуємо схему механізму в довільно обраному (але зручному для побудови) масштабі. Графічна частина структурного і кінематичного аналізу виконуємо на одному аркуші формату А3. З урахуванням того, що дійсна довжина вхідної ланки=0,12 м, приймемо довжину відрізка, який зображує дійсну величину ланки АВ на кресленні рівний 60 мм. Тоді розрахунковий масштаб побудови схеми механізму визначитися як:
Розміри (в мм) інших ланок для їх викреслювання на схемі механізму визначаються відповідно:
Побудова схеми механізму в масштабі (тобто плану механізму) починається з вибору точки О - початку відліку системи координат XY.
Ступінь рухливості механізму визначаємо за формулою Чебишева:
,
де n - число рухомих ланок механізму; рн - число нижчих кінематичних пар; рв - число вищих кінематичних пар.
Для даної схеми число рухомих ланок механізму n=3 (кривошип АВ, шатун CВ, а також повзун, позначений як ланка 2), число рухомих сполук ланок нижчого класу рн=4, число рухомих сполук ланок вищого класу рв=0. Отже:
Це означає, що для роботи розглянутого механізму досить задати закон руху тільки одному ланці (в даному випадку - ланці 1, яке є вхідним, тобто провідним). При цьому закони руху інших ланок механізму будуть цілком визначеними і однозначними.
Розкладання механізму на групи Ассура починаємо з найбільш простий і найбільш віддаленої від провідної ланки групи. При розкладанні механізму дотримуємося взаємне розташування ланок. Найпростіша група Ассура являє собою поєднання двох ланок і трьох кінематичних пар. Для заданого механізму таку становлять ланки 2 і 3, а також три кінематичні пари: дві обертальні (В, яку утворюють ланки 1 і 2, і С, яку утворюють ланки 2 і 3) і одна поступальна С (ланки 3 і 0). Це група є групою Ассура 2 класу 2 порядку 2 види.
Залишилося частина механізму (провідна ланка АВ і обертальна кінематична пара А (0 - 1)) має ступінь рухливості W=1 і ставитися до механізмів 1 класу. Отже, досліджуваний механізм є механізмом
класу 2 порядку 2 види.
. Кінематичний аналіз механізму
Кинематическое дослідження механізму ведеться для кожної структурної групи в порядку їх приєднання.
. 1 Визначення лінійних і кутових швидкостей
) Знайдемо V В - швидкість точки В.
Розглянемо групу Ассура 2-3 і визначимо лінійні швидкості точок цієї групи. Першою такою точкою є точка В, яка відносно точки А здійснює обертальний рух. Вектор швидкості точки В спрямований убік обертання, перпенди...
