Кинематический анализ рычажного механизма

Министерство Российской Федерации

по делам  гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям

и  ликвидации последствий стихийных бедствий

 

 

ФГБОУ ВПО  Ивановский институт Государственной

противопожарной службы МЧС России

 

 

 

Кафедра механики и инженерной графики

 

 

 

 

Курсовая работа

 

по дисциплине: «Механика»

 

 

 

Тема: «Кинематический анализ рычажного механизма»

 

 

 

Выполнил:                                  курсант 214 учебной группы

Соловьев  Иван Валерьевич           

 

         Руководитель проекта:                                                     доцент кафедры

                                                               механики и инженерной графики, 

                                                               майор вн. службы _____________

 

 

         Дата защиты:

 

                                                         Оценка:                      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Иваново 2012

 

Введение

Рычажные механизмы встречаются  в нашей жизни повсюду, от различных  простейших моделей, таких как шарнир двери или окна, даже человеческая рука, согнутая в локте, представляет собой модель данного механизма, до сложных механизмов, входящих в  состав машин, станков, различной техники, например: стрела эскалатора, приводимая в движение гидравликой, двигатели  внутреннего сгорания, имеющих кривошипно-шатунный механизм (рис. 1), где кривошипом является коленчатый вал(1), шатун (2), а поршень в цилиндре это ползун(4).

Еще рычажные механизмы встречаются в пожарной технике. Применение их очень широко: разжим-кусачки, стрела автоколенчатого  подъемника, различные автолестницы и насосы пожарных автомобилей, и  это не говоря о шасси пожарной техники, ведь там так же не мало таких механизмов и агрегатов. На рисунке 2 изображены разжим-кусачки. Это  универсальный инструмент для перерезания арматуры, уголков, труб, тросов. Может использоваться для поднятия и перемещения различных объектов большой массы. При оснащении цепями работает как стяжка. Приводится в движение гидравлическим маслом, движущим поршень, который в свою очередь действует на рычаги металлических челюстей.

Таким образом  наша жизнь не возможна без рычажных механизмов, в частности и в  пожарной технике нельзя обойтись без  агрегатов и машин, которые включают в себя данные механизмы.

В данной курсовой работе мы будем определять скорости и ускорения звеньев графическим  методом планов, который включает в себя работу с кинематическими  схемами рычажных устройств их анализ и различные подсчеты.

 

Техническое задание.

Вариант 81.

 

Угол наклона  звена АВ:

1. 30º,
2. 120º,
3. 210º,

 

1.Структурный  анализ механизма.

1.1 Определение количества подвижных звеньев (n).

1. Кривошип (ферма) (ABC)
2. Шатун (BD)
3. Коромысло (FD)
4. Шатун (CK)
5. Шатун (EK)

n=5.

1.2 Определение количества кинематических пар.

№ п/п	Рисунок кинематических пар	Класс кинематических пар	Вид кинематических пар
1		5	В
2		5	В
3		5	В
4		5	В
5		5	В
6		5	В
7		5	В

W=3∙n-2∙p5=3∙5-2∙7=1

 

Вывод: W=1, следовательно, механизм подвижный.

 

 

2. Чертеж механизма в трех положениях

2.1Опредение масштаба построения механизма.

=300/30=10 мм/мм

2.2 Определение значений длин звеньев в полученном масштабе.

 

;

;

;

;

;

;

;

;

.

2.3 Построение механизма в первом положение угол 30°.

2.4 Построение механизма во втором положение угол 120°.

2.5 Построение механизма в третьем положение угол  210°.

 

3. Определение скоростей точек  механизма методом «Планов»

Теорема о  сложении скоростей при плоскопараллельном движение:

Чтобы определить скорость одной точки на звене, совершающем  плоскопараллельное движение, надо векторно сложить скорость другой точки на этом же звене и скорость вращательного  движения  (поворота)  первой точки  вокруг второй.

Частота вращение входного звенья : n=180 об/мин.

3.1. Определение скоростей точек механизма в первом положение

угол 30°.

3.1.1 Определение скорости точки А.

 

3.1.2 Определение скорости точки В.

3.1.3 Определение скорости точки C.

3.1.4 Определение масштаба построения «Планка» скоростей.

 3.1.5 Определение скорости точки D.

 

 

 

3.1.6 Определение скорости точки Е.

Для определения скорости точки  Е используется пропорция:

 

 

 3.1.7 Определение скорости точки K.

 

3.1.8 Определение скорости точки F.

 

3.2. Определение скоростей точек механизма во втором положение

 угол 120°.

3.2.1 Определение скорости точки А.

 

3.2.2 Определение скорости точки В.

3.2.3 Определение скорости точки C.

3.2.4 Определение масштаба построения «Планка» скоростей.

 

 

3.2.5 Определение скорости точки D.

 

3.2.6 Определение скорости точки Е.

Для определения скорости точки  Е используется пропорция:

 

 

 3.2.7 Определение скорости точки K.

 

3.2.8 Определение скорости точки F.

 

3.3. Определение скоростей точек механизма в третьем положение

угол 210°.

3.3.1 Определение скорости точки А.

 

3.3.2 Определение скорости точки В.

3.3.3 Определение скорости точки C.

3.3.4 Определение масштаба построения «Планка» скоростей.

 3.3.5 Определение скорости точки D.

 

3.3.6 Определение скорости точки Е.

Для определения скорости точки  Е используется пропорция:

 

 

 3.3.7 Определение скорости точки K.

 

3.3.8 Определение скорости точки F.

 

 

 

 

 

4. Определение угловых скоростей звеньев механизма.

 

4.1 Определение угловых скоростей звеньев для первого положения

 угол 30°.

 

 

4.2 Определение угловых скоростей звеньев для второго положения

угол  120°.

 

4.3 Определение угловых скоростей звеньев для третьего положения

угол  210°.

 

 

5.  Определение ускорений точек механизма.

5.1. Определение ускорений точек механизма в первом положении угол 30°.

  5.1.1 Определение ускорения точки А.

  1.2 Определение ускорения точки В.

  1.3 Определение ускорения точки C.

  1.4 Определение ускорения точки F.

  1.5 Определение масштаба построения ускорений.

 
  1.6 Определение ускорения точки D.

 

 

 

1.7 Определение ускорения точки Е.

 

 

1.8 Определение ускорения точки K.

5.2. Определение ускорения точек механизма во втором положение

угол 120°.

5.2.1 Определение ускорения точки А.

  2.2 Определение ускорения точки В.

  2.3 Определение ускорения точки C.

  2.4 Определение ускорения точки F.

  2.5 Определение масштаба построения ускорений.

 
  2.6 Определение ускорения точки D.

2.7 Определение ускорения точки Е.

 

2.8 Определение ускорения точки K.

5.3. Определение ускорения точки механизма в третьем положение

 угол 210°.

5.3.1 Определение ускорения точки А.

  3.2 Определение ускорения точки В.

  3.3 Определение ускорения точки C.

  3.4 Определение ускорения точки F.

  3.5 Определение масштаба построения ускорений.

 
  3.6 Определение ускорения точки D.

 

 

3.7 Определение ускорения точки Е.

 

3.8 Определение ускорения точки K.

 

6. Определение угловых ускорений  звеньев механизма.

 6.1 Определение угловых ускорений звеньев в первом положение угол 30°.

6.2 Определение угловых ускорений звеньев во втором положение угол 120°.

6.3 Определение угловых ускорений звеньев в третьем положение угол 210°.

 

 

Список литературы

 

1. Тимофеев Г. А. Теория механизмов и машин. - М.:ЮАРТ,2011.
2. Торопов А. В., Топорова Е.А., Ульев. Д. А. Учебно-методическое пособие для курсантов и слушателей очной и заочной форм обучения по специальностям 280104.65 и 280104.66 «Кинематический анализ рычажного механизма». - ИИ ГПС МЧС,2011. 
3. Сурин В.М. Техническая механика: Учебное пособие. – Мн.: БГУИР, 2004.
4. http://www.bibliofond.ru
5. http://rudocs.exdat.com/docs/index-60392.html