Кинематический и силовой анализ кривошипно-ползунного механизма

Содержание

1 Кинематический и силовой анализ кривошипно-ползунного механизма (задача1.1).. 3

1.1 Исходные данные. 3

2 Методика выполнения работы 4

2.1 Построение кинематической схемы механизма 4

2.2 Определение скоростей точек механизма 4

2. 3 Определение угловой скорости звена……………………………………..6

2.4 Определение ускорения точек механизма.………………………………...7

2. 5. Определение углового ускорения звена 2……………………………......9

2.7 Определение уравновешивающей силы………………………………….10

Приложение А –Графическая часть 12

Литература 13

1 Кинематический и силовой анализ кривошипно-ползунного механизма (задача 1.1)

1.1 Исходные данные

Рисунок 1.1

Таблица 1.1

Величина Варианты

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

ОА, мм 25 30 32 28 26 250 320 300 280 260

АВ, мм 80 90 90 84 80 800 900 900 840 800

АС, мм 30 40 36 30 30 300 360 380 300 300

е, мм 13 26 24 18 20 130 240 260 180 200

φ, град 30 45 60 120 135 150 225 240 300 315

ω1, 1/сек 28 60 32 35 40 44 48 50 55 60

m1, кг 0,8OA (длина ОА поставляется в метрах)

m2, кг 0,8 BC (длина ВС поставляется в метрах)

m3, кг 2 m2

IS2, кг м2 0,1m BC2 (длина ВС поставляется в метрах)

2

2 Методика выполненияработы

2.1 Построение кинематической схемы механизма

Для построения механизма необходимо выполнить синтез кривошипно- шатунного механизма:

1. На свободном поле чертежа обозначаем точку А (опора кривошипа ОА). Строим окружность радиусом ОА. Масштабный коэффициент µl принимаем равным 1.

2. На расстоянии e, откладываемом вертикально вниз (см. расчетную схему), строим горизонтальную прямую Х.

3. Определяем заданное положение кривошипа ОА, строим отрезок ОА под углом φ к вертикальной оси.

4. Для определения положения шатуна стоим дугу с центом в точке А, радиусом АВ до пересечения с прямой Х. Получаем точку В, определяющую положение шатуна при заданном угле поворота кривошипа φ (рис.2).

5. Отмечаем на схеме механизма точки положения центров масс механизма (рис.2). Точки S1, S2, S3- центры масс звеньев. Точка S1находится на середине ОА. Точка S2находится на середине АВ. Для ползуна 3 точки В и S3совпадают).

2.2 Определение скоростей точек механизма

Для построения плана скоростей:

1. Определяем окружную скорость точки А кривошипа поформуле:

𝜐𝐴= |𝜔1| ∙ ОА,

Получим

𝜐𝐴= |𝜔1| ∙ ОА = 32 • 0,032 = 1,024 м/с

2. Определяем масштабный коэффициент плана скоростей по формуле:

𝜇𝑣= 𝜐А/𝑝𝑣𝑎, м/(с•мм)

где 𝑝𝑣𝑎– длина вектора скорости точки А на плане скоростей в миллиметрах (выбирается произвольно).

Получим

𝜇𝑣= 𝜐А/𝑝𝑣𝑎=1,024/100=0,01024 м/(с•мм)

На свободном поле чертежа обозначаем точку pv – полюс плана скоростей. Учитывая направление вращения кривошипа, строим вектор скорости точки А.Для этого из полюса проводим прямую перпендикулярную кривошипу ОА. Откладываем отрезок pva длиной 50мм.

4.Скорость точки В определяем из системы векторных уравнений

𝜐𝐵= 𝜐А + 𝜐ВА ⊥ АВ

{ 𝜐𝐵=𝜐ВО ∥х

Исходя из первого выражения системы, из точки a на плане скоростей строим прямую перпендикулярную положению кривошипа