Кинематическое исследование кривошипно-балансирного механизма

БОЛЬШАЯ ЛЕНИНГРАДСКАЯ БИБЛИОТЕКА - РЕФЕРАТЫ - Кинематическое исследование кривошипно-балансирного механизма

Кинематическое исследование кривошипно-балансирного механизма

15

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Контрольная работа по курсу

Теория машин и механизмов

Кинематическое исследование кривошипно-балансирного механизма

2009 год

Содержание

• Кинематическое исследование кривошипно-балансирного механизма
• Построение кинематических диаграмм
• Построение планов скоростей и ускорений кривошипно-балансирного механизма
• Кинетостатический анализ механизма

Задание

1. Построить в выбранном масштабе согласно своему варианту схему механизма для восьми положений кривошипа. Начальное положение ведущего звена (кривошипа ОА) определяется углом J0. Все последующие положения звена ОА определяются через 45є от первоначального.

2. Построить траектории точек S и С2.

3. Построить диаграмму перемещения точки В.

4. Методом графического дифференцирования построить диаграммы изменения скорости и ускорения точки В.

5. Построить планы скоростей и ускорений для восьми заданных положений механизма и определить значения скорости и ускорений характерных точек.

6. Для одного из положений механизма определить силы давления в кинематических парах, учитывая силы инерции звеньев, веса, момента инерции звеньев относительно осей, проходящих через их центры тяжести, полезные сопротивления, приложенные к ведомому звену. Силы полезного сопротивления Рсопр и моменты полезного сопротивления Мсопр следует направить против движения ведомого звена.

7. Пользуясь найденным давлением в шарнире А, подсчитать уравновешивающий момент на ведущем кривошипе ОА и затем для проверки определить этот же момент методом рычага Жуковского.

Данные для построения:

Решением этого векторного уравнения является план скоростей.

Построение плана скоростей производится в следующей последовательности:

1) в плоскости чертежа произвольно выбираем точку Р в качестве полюса плана;

2) из полюса Р проводим прямую, перпендикулярную кривошипу ОА, откладываем на ней отрезок Ра, который изображает в выбранном масштабе 1: 100 см скорость точки А,;

3) из точки а проводим прямую, перпендикулярную шатуну АВ; это направление вектора ВА;

4) через полюс Р проводим прямую, перпендикулярную звену ВО1 до пересечения с прямой, перпендикулярной шатуну АВ, точку пересечения обозначим b.

Фигура Раb является планом скоростей механизма (приложение 3а).

Отрезок Рb изображает в выбранном масштабе абсолютную скорость точки В, которая определена из плана скоростей:

В = Рb · Kv=9,2 Kv,

где Kv=0,01 - масштаб скоростей (1: 100).

Отрезок ab изображает в том же масштабе скорость относительно-вращательного движения ВА; величина этой скорости:

ВА = ab · Kv=3 Kv.

Угловая скорость относительно-вращательного движения:

щВА = ВА / lАВ. =3/0,4=7,5

Для определения абсолютной скорости шатуна воспользуемся методом подобия; следуя этому методу, точка определяется на отрезке ab из соотношения

АВ/ab = AS/as = BS/bs; 400/3 = 250/as = 60/bs откуда: as=1,875; bs=0,45

PS = S = 8,1

- абсолютная скорость точки S.

Определяем ускорения точек механизма методом планов ускорения. Находим ускорение точки А кривошипа, так как кривошип вращается равномерно, точка А будет иметь только нормальное (центростремительное) ускорение:

вА = впер. пост = щІ · lОА = А2/lОА=9,622/0,1=925,4

Точка В принадлежит шатуну АВ, который совершает плоскопараллельное движение, разложив его на переносно-поступательное вместе с точкой А и относительно-вращательное движение точки В вокруг точки А, получаем:

вВ = вА + вВА + вВА

Решить данное векторное уравнение нельзя, так как два вектора неизвестны по величине, а один из них неизвестен и по направлению.

Поэтому составляем второе векторное уравнение.

Рассмотрим точку В как принадлежащую балансиру ВО1; тогда ускорение точки В определяется:

вВ = вВ + вВ

Решением двух векторных уравнений является план ускорений.

Для того чтобы построить план ускорений, необходимо:

1) в плоскости чертежа выбрать точку р в качестве полюса плана;

2) из точки р провести прямую, параллельную ОА, и отложить на ней отрезок ра, равный в выбранном масштабе ускорению точки А;

3) из точки а провести прямую, параллельную шатуну АВ, и отложить на ней отрезок аn, равный и параллельный ускорению аВА;

4) через точку n провести прямую, перпендикулярную шатуну АВ;

5) из полюса р провести прямую, параллельную ВО1 и отложить на ней отрезок рm, равный в выбранном масштабе 1: 100

вв = щІ · lВО1 = в2/lВО1=9,22/0,15=564,3;

6) через точку m провести прямую, перпендикулярную ВО1, до пересечения с прямой, перпендикулярной АВ, точку пересечения обозначить b;

7) полюс р соединяем прямой с точкой b. Отрезок рb равен в выбранном масштабе вВ;

8) точки а и b соединяем прямой, отрезок аb равен в выбранном масштабе ускорению вВА (приложение 3б).

Для определения ускорения точки S2 найдем ее расположение на отрезке аb из соотношения:

откуда вS2=2,875;

рS2 = вS2 - абсолютное ускорение точки S2.

Чтобы определить ускорение точки S3, найдем ее расположение на отрезке рb из соотношения:

.

откуда bS3=2,4

рS3 = bS3 - абсолютное ускорение точки S3.

Угловое ускорение относительно вращательного движения равно:

.