МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ РОБОТОТЕХНИКИ И ТЕХНИЧЕСКОЙ КИБЕРНЕТИКИ

КАФЕДРА ТЕОРИИ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН

"К ЗАЩИТЕ"

_______________________

(подпись преподавателя)

"___"___________________

Кулисный механизм

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

TMM

Разработал:

ст. гр. 3174/1______________________________________________()

Проверил:

Преподаватель_____________________________________________()

Санкт-Петербург

2007 год

Содержание

·  Структурный анализ механизма 3

·  Геометрический анализ механизма 4

·  Кинематический анализ кулисного механизма 6

·  Статический расчет механизма 9

·  Кинетостатический расчет механизма 12

·  Динамический расчет механизма 18

·  Переходные процессы 28

·  Улучшение характеристик 29

·  Определение параметров маховика__________________________________33

Структурный анализ механизма

Структурная схема механизма ножа сварочного аппарата:

L1 – кривошип, L2 - кулиса

L1

L2

a

w

1м

4 м

2 м

10 1/c

2).Граф механизма ножа сварочного аппарата:

Целью структурного анализа является разбиение механизма на простые структурные группы

3).Число подвижных звенье механизма N=5.

Количество кинематических пар механизма P=7.

Суммарное число подвижностей всех кинематических пар S=7.

4).Число независимых контуров графа K=P-N=2.

5).Степень подвижности механизма W=S-3K=7-6=1. Механизм нормальный, т. к. n=W.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

6).Структурный граф механизма:

Мы видим, что это одноподвижный механизм. Он является нормальным, т. к. число степеней его подвижности совпадает с числом его двигателей, следовательно его можно разбить на простые структурные группы.

Геометрический анализ механизма

Задача геометрического анализа

Целью геометрического анализа является определение функций положения ме­ханизма, т. е. зависимостей выходных параметров (координат некоторых точек, углов поворота звеньев) от входных обобщенных координат механизма. Опреде­ление этих зависимостей составляет прямую задачу геометрического анализа. Обрат­ная задача: определение значения входных параметров по заданным выходным.

Составление уравнений геометрического анализа

Группа 1 :

Группа 2 :

Решение уравнений геометрического анализа в общем виде

Найдем неизвестные величины, двумя способами, убедимся, что графики совпали.

Определение групповых координат:

Из первой системы найдем:

Из второй системы имеем:

+ +

Найдем крайние положения:

Найдем углы q* и q**, соответствующие крайним положениям механизма:

q* = 1.1,

q** =5.1

В этих положениях скорость звена 4 равна нулю.

Статический расчет механизма

Задачей статического расчета является определение реакций в кинематических парах рычажного механизма и уравновешивающего момента Q по заданной рабочей нагрузке.

Проведем статический расчет механизма при .

Условие равновесия звена 4:

Дано: P, φ

R04 = P * sin(φ - 3π/2)

R24 =

Условие равновесия звена 2:

Дано: R24

, где углы 1 и 2:

угол будет выведен позже.

Условие равновесия звена 1:

Найдем h:

Рассмотрим треугольник CNB:

, =>

CB – известно, CN = CB*tg

AC нам также известно => можно найти : tgNAC= => NAC = arctg()

=> (как накрестлежащие) =>

=>

Кинетостатический расчет механизма

Силовой анализ механизма

Задачи силового анализа

Основной задачей силового анализа является определение реакций в кинематических парах. Знание этих усилий необходимо для расчета звеньев и кинематических пар на прочность, жесткость и долговечность. Результаты силового расчета используются при выборе двигателя, проектировании корпусных деталей, фундамента.

Реакции определяются в расчетном положении. При определении реакций считаем, что закон движения звеньев механизма задан.

В ходе силового анализа также определяется движущий момент, который необходим для выбора двигателя механизма.

Определение сил тяжести

Массы звеньев определяем через погонную массу, которая задана в техническом задании.

Далее определяем силы тяжести звеньев:

Определение сил инерции

Определение проекций сил инерции звеньев механизма:

Определение моментов сил инерции

Определение моментов инерции звеньев механизма

Целью кинетостатического анализа является нахождение реакций связей и обобщенного удерживающего момента, он проводится в направлении, обратном направлению геометрического анализа. Сначала рассматриваются группы последнего структурного слоя, а в конце те, которые первыми присоединяются к стойке. Будем последовательно составлять системы кинематического анализа, начиная с выходной группы и заканчивая кривошипом. В приведенных ниже расчетах мы не будем учитывать силу трения.

Группа ПВП:

=>

=>

Группа 2:

=>

R32=R23

+

Кривошип:

=>

=>

Обобщенную движущую силу Q можно вычислить с помощью принципа Даламбера-Лагранжа, это выражение будет являться проверкой наших последовательных решений систем с подстановкой в каждую решения предыдущей:

-

Ниже приведем совмещенные графики обобщенной движущей силы, посчитанной двумя разными, описанными выше способами: