Файл: Техническое задание 10 На курсовой проект по дисциплине Механика 2 выдано студенту Кутонов Вячеслав Сергеевич группа 5А93.docx

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

“НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ”
Школа базовой инженерной подготовки

Отделение общетехнических дисциплин
ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ № 10

На курсовой проект по дисциплине «Механика 2»

выдано студенту Кутонов Вячеслав Сергеевич группа 5А93

шифр студента 31710



ЭД – электродвигатель;

ОП – открытая цепная передача;

Р – закрытая зубчатая передача (редуктор);

1 – ведущая шестерня редуктора (ведущий вал);

2 – ведомое колесо редуктора (ведомый вал);

3 – шатун исполнительного механизма;

4 – муфта;

5 – плита;

6 – кривошип (коленчатый вал) исполнительного механизма

n₁ – частота вращения ведущего вала;

n₂ – частота вращения выходного вала редуктора.
Исходные данные:

частота вращения nII = 80 об/мин; длина шатуна lАВ =0,47 м; длина кривошипа lОА =0,16 м; сила полезного сопротивления Fраб = 5 кН срок службы привода h = 6 тыс. час.

Содержание

---

1. Структурный анализ механизма

Цель структурного анализа – выявить строение (структуру) механизма.

При этом необходимо:

1. 
   Определить число звеньев механизма и назвать каждое из них;
   
2. 
   Определить число кинематических пар и дать характеристику (соединения каких звеньев, вид (вращательная, поступательная), характер соприкосновения звеньев (низшая или высшая кинематическая пара), число степеней свободы(класс));
   
3. 
   Выявить структурные группы (группы Ассура), входящие в состав механизма; привести схемы групп, назвать их, определить класс группы, написать формулу строения;
   
4. 
   Определить степень подвижности механизма (по формуле П.Л.Чебышева);
   
5. 
   Привести формулу строения механизма (в общем и развернутом виде).
   

Таблица 1 – Структурный анализ механизма

Подвижные звенья		Кинематические пары
Схема	Название		Схема		Название		Степень подвиж-ности		Символ
	Кривошип-зубчатое колесо				Враща-тельная низшая		1		В0.1
	Кривошип-зубчатое колесо				Зубчатая высшая		2		ВП1.2
	Шатун				Враща-тельная низшая		1		В3,0
	Ползун				Враща-тельная низшая		1		В3,6
					Враща-тельная низшая		1		В3,7
					Поступа-тельная низшая		1		П7,0
Число звеньев n=4		Число кинематических пар Р5=5 Р4=1
Степень подвижности механизма W=3n - 2Р5 – Р4= 3*4 - 2*5 - 1=1
Схема	Название				К-во звеньев	К-во кине-матич. пар		Формула строения
	Начальный вращательный механизм (1 класса)				1	1		В0,1
	Однозвенная 2-х поводковая группа Ассура с вращательной и зубчатой парой (2 класса)				1	2		[ ВП1,2 - В2,0 ]
	2-х звенная, 2-х поводковая группа Ассура с 2-мя вращательными парами и 1-ой поступательной парой				2	3		[ В3,6 –В3,7 -П7,0 ]
Кол-во начальных механизмов - 1				Кол-во групп Ассура- 2
Формула строения механизма: В0.1- [ ВП1,2 - В2,0 ]-[ В3,6 – В3,7 - П7,0 ] Механизм 2 класса, содержит две группы Ассура, соединенные последовательно.

---

2. Кинематическое исследование механизма методом планов
Задача кинематического исследования механизма состоит в определении:

- численных значений линейных скоростей всех характерных точек механизма (кинематических пар, центров тяжести) и угловых скоростей всех звеньев для рассматриваемых положений, для чего построить планы скоростей для рабочего положения;

- численных значений линейных ускорений всех характерных точек механизма и угловых ускорений всех звеньев для данных положений, для чего построить планы ускорений для того же положения;

- траекторий некоторых точек звеньев.

частота вращения n_II = 80 об/мин;

длина шатуна l_АВ =0,47 м;

длина кривошипа l_ОА =0,16 м;

сила полезного сопротивления F_раб = 5 кН

срок службы привода h = 6 тыс. час.
2.1. Построение планов механизма

Планы положений механизма строим методом засечек, для определения длин звеньев в миллиметрах, задаем масштабный коэффициент:



где - длина звена ОА, м;

- длина звена АВ на плане положений, мм
Длины звеньев на чертеже:



где ОА, АВ – длина звеньев на плане положений механизма, мм;

– длина соответствующих звеньев механизма, м.
Определяем крайние положения звена 3, для этого звенья 1 и 2 выстраиваем на одной прямой линии.

Крайнее положение: нулевое.



Рисунок 1 – План положений механизма
2.2. Построение планов скоростей
Определяем линейную скорость точки А:



где

---

- длина звена ОА, м.

Угловая скорость начального звена:





Определяем масштабный коэффициент:



где - масштабный коэффициент плана скоростей,

– длина вектора скорости точки A, мм.

Определим скорость точки B. Точка B принадлежит звеньям 2 и 3.



Скорость точки B₀ равна нулю. Скорость точки A известна.

Находим скорость точки B графическим методом.

Из построенного плана скоростей вычисляем абсолютные скорости точек:






Угловые скорости звеньев:



Направление угловой скорости определяется направлением относительной скорости .



Рисунок 2 – План скоростей для начального положения



Рисунок 3 – План скоростей для среднего положения
2.3. Построение планов ускорений

Последовательность построения плана ускорений также определяется формулой строения механизма. Вначале определим ускорение точки A начального звена.

Ускорение точки A начального звена ОА:



Ускорение точки А ( ) будет одинаковым для всех положений механизма. Масштабный коэффициент плана ускорений:



Принимаем

---

.

Тогда длина вектора нормального ускорения точки A будет равна:


Теперь построим план ускорений группы, образованной звеньями 2, 3. Здесь известны ускорения точки А и опоры В₀. Запишем два векторных уравнения, рассматривая движение точки B относительно A и относительно опоры B₀:


где , – соответственно нормальная и тангенциальная составляющие ускорения в движении точки B относительно точки A;

– ускорение точки A;

– относительное ускорение точки B относительно точки B₀.



Тогда:


Из построенного плана ускорений вычи сляем абсолютные ускорения точек:









Определим величины угловых ускорений звеньев:



Направление углового ускорения определяется направлением касательного ускорения .



Рисунок 4 – План ускорений для начального положения



Рисунок 5 – План ускорений для среднего положения
3. Силовой анализ рычажного механизма
Целью силового анализа механизма является определение усилий в звеньях механизма, давлений (реакций) в кинематических парах, величины уравновешивающего момента (или силы), приложенного к ведущему звену. В результате силового расчёта можно определить коэффициент полезного действия, а также мощность, необходимую для его привода.

---