18956

СОСТАВЛЕНИЕ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ МЕХАНИЗМА И СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ ПЛОСКИХ МЕХАНИЗМОВ

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Приобретение студентами навыков к составлению кинематических схем с модели механизма или конструктивного чертежа. Уяснить из каких структурных групп состоит данный механизм и в каком порядке эти группы присоединяются в процессе образования механизма.

Русский

2014-12-19

790 KB

23 чел.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

СОСТАВЛЕНИЕ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ МЕХАНИЗМА

И СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ ПЛОСКИХ МЕХАНИЗМОВ

Продолжительность аудиторного изучения темы – 2 часа

1.1 Цель работы

1. Приобретение студентами навыков к составлению кинематических схем с модели механизма или конструктивного чертежа;

2. Уяснить из каких структурных групп состоит данный механизм и в каком порядке эти группы присоединяются в процессе образования механизма.

3. Изучить последовательность операций при определении класса механизма и формулы строения механизма.

1.2 Материальное обеспечение

1. Комплект учебных плакатов.

2. Макеты машин и механизмов.

3. Методические указания

1.3 Литература

  1.  Фролов К.В. Теория механизмов и механика машин, М.: Высшая школа, 2003;
    1.  Лачуга Ю.Ф. Теория механизмов и машин, М.: Высшая школа, 2006;
      1.  Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин, М.: Высшая школа, 1975;
        1.  Суслов В.И. Теория механизмов и машин, М.: Высшая школа, 2006;
        2.  Методические указания.

1.4 Методические указания

Машина – это устройство, создаваемое человеком для изучения и использования законов природы с целью облегчения физического и умственного труда, увеличения его производительности и облегчения путем частичной или полной замены человека в его трудовых и физиологических функциях

Всякая машина состоит из механизмов.

Механизм – система тел, предназначенная для преобразования движения одного или нескольких тел в требуемое движение других тел.

Всякий механизм состоит из отдельных тел (деталей).

Деталь - изделие, которое не разбирается на составные части без нарушения возможности выполнения им предусмотренных функций.

Деталь или несколько неподвижно соединённых между собой деталей, движущихся как одно целое, называется звеном.

Стойка - неподвижное звено механизма.

Входное звено - звено, которому сообщается движение, преобразуемое механизмом в требуемые движения других звеньев.

Выходное звено - звено, совершающее движение, для выполнения которого предназначен механизм.

Кинематическая пара - соединение двух соприкасающихся звеньев, допускающее их относительное движение.

Все кинематические пары разделяются на пять классов. Номер класса кинематической пары определяется числом связей, которые наложены на движение одного звена пары относительно другого.

Числом степеней свободы механической системы называется число независимых параметров определяющих положение системы.

По числу степеней свободы в относительном движении звеньев кинематические пары делятся на одно, двух, трех, четырёх и пятиподвижные, которые налагают на относительное движение звеньев соответственно пять, четыре, три, две и одну связь. В таблице 1 приведены изображения и характеристики некоторых кинематических пар

Таблица 1 – Примеры кинематических пар

Кинематическая цепь – система звеньев, связанных между собой кинематическими парами.

Механизмявляется кинематической цепью с неподвижным звеном, в которой при заданном движении одного или нескольких звеньев все остальные звенья совершают вполне определенные движения.

Все механизмы можно разделить на плоские и пространственные механизмы, состоящие из четырех звеньев, называются четырехзвенными механизмами.

Наиболее часто встречающиеся плоские четырехзвенные механизмы, указанные на рисунке 1и называются соответственно:

1. Кривошипно-ползунный механизм.

2. Механизм шарнирного четырехзвенника.

3. Кулисный механизм.

4. Синусный механизм.

5. Тангенсный механизм.

Рисунок – Структурные схемы типовых механизмов

Основной принцип образования механизмов был впервые сформулирован в 1914 году русским ученым Л.В.Ассуром. Он состоит в следующем: схема любого механизма может быть составлена последовательным присоединением к ведущему звену (к ведущим звеньям) групп звеньев с нулевой степенью подвижности относительно тех звеньев, к которым группа присоединяется.

Для плоских механизмов, звенья которых входят в пары IV и V классов, это условие можно выразить так:

,     (1.1)

где n – число подвижных звеньев;

     P5 – число пар пятого класса;

     P4 - число пар четвертого класса;

Известно, что высшие пары ΙV класса можно заменить парами V класса. В основе замены высших пар низшими лежит условие, что бы механизм, полученный после такой замены, обладал прежней степенью подвижности и что бы сохранить мгновенные относительные движения всех его звеньев.

Каждая высшая пара эквивалентна одному звену, входящему в две низшие кинематические пары.

Рассмотрим примеры замены механизмов с высшими парами низшими. На рисунках 7,8 приведена замена механизма с высшей парой низшими, элементы звеньев которой представляют собой произвольно заданные кривые или две окружности.

Проводим нормаль NN в точке касания С кривых, находим центры  кривизны О2 и О3. Получим механизм АО2 О3 В. Замена правильна для заданного положения. В другом положении размеры звеньев изменятся, так как центры кривизны  О2 и О3 займут новое положение.

На рисунках 9, 10 показана замена механизма с высшей парой низшей, элементы звеньев которой представляют собой производную заданную кривую и прямую или произвольно заданную кривую и точку. В первом случае находим центр кривизны О2  . Центром кривизны звена 3 бесконечно удален, а вращательная пара заменяется поступательной парой V класса. Во втором случае находим центр кривизны О2, а центр кривизны О3 находим  в точке С.

На рисунке 11 показана замена механизма с высшей парой низшей, когда элементами звена являются прямая и точка. А в этом случае замена сводится к постановке условного звена 4.

На рисунке 12 показана замена высшей  пары, входящей в зубчатое зацепление, низшей парой. В этом случае ось заменяемого звена 4 совпадает с общей нормалью к профилям зубьев в точках касания. Длина звена ЕD при внешнем зацеплении  равны:

                                                     (рис. 12 а)

Для внутреннего зацепления:

                                                     (рис. 12 б)

Заменив, таким образом, пары IV класса парами V класса формула (1.1) примет вид:

                                                    (1.2)

Из равенства (1.2) следует, что условие, которому должны удовлетворить группы, можно записать так:

                                                            (1.3)

Так как числа звеньев и пар могут быть только целыми, то условию (1.3) могут удовлетворять только следующие сочетания чисел звеньев и кинематических пар, входящих в группу

                                                                           (1.4)

Задаваясь различными сочетаниями чисел, удовлетворяющие условию (1.4), мы можем получать группы различного вида. Таким образом, получаемые группы можно разбить на классы, указать порядок и вид.

 

3 Порядок выполнения лабораторной работы

1. Имея перед собой машинку или ее модель, необходимо, прежде всего, разобраться в характере относительного движения отдельных звеньев. Для этого необходимо медленно проворачивать ведущее звено и наблюдать за движением отдельных звеньев. Наблюдая за относительным движением звеньев, надо установить, какими кинематическими парами они соединены. При этом надо быть внимательным, чтобы не допустить ошибки, так как относительные перемещения звеньев могут быть настолько малы, что они могут остаться незамеченными.

2.  Вычертить структурную схему механизма. Начинать ее надо с нанесения на чертеж неподвижных элементов кинематических пар, т.е. элементов, принадлежащих стойке. Далее вычерчиваются ведущие звенья, входящие в кинематические пары со стойкой. Затем надо нанести на чертеж кинематическую цепь, образующую ведомую часть механизма.

3. Подсчитать  число подвижных звеньев и кинематических пар.

По формуле П.Л.Чебышева (1.1) подсчитать степень подвижности механизма.

Пассивные звенья и пара, в состав которых они входят, надо исключить и в уравнение для подсчета числа степеней свободы не включать.

4. Если имеется высшие пары, то необходимо заменить их низшими парами  и снова подсчитать степень подвижности механизма. При  правильной замене высших пар низшими степенями  подвижности механизма не изменяется.

5.  Разбить механизм на структурные группы. Определение структурных  групп необходимо начинать с последней группы в порядке их присоединения.

6.  Определить класс, порядок, вид каждой группы.

7.  Определить класс механизма.

8.  Составить формулу строения механизма.

9.  Убедившись в правильности составления структурной схемы, следует построить  кинематическую схему с соблюдением в всех  вышеизложенных правил. Масштабные  коэффициенты целесообразнее всего взять согласно ГОСТ такими, чтобы подсчет размеров был облегчен. Рекомендуется, чтобы масштабные коэффициенты содержали одну значащую цифру, например: 1; 10; 100; 0,1; 0,01; 0,001; 2; 20; 200; 0,2; 0,02; 0,002; 5; 50; 500; 0,5; и т.д.

 


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

28950. Борьба политических партий за власть в 1917 г. Большевистский государственный переворот 96 KB
  От большевиков в Исполком вошли А. Было принято предложение большевиков об усилении Исполкома путем введения в него по три представителя от партий большевиков меньшевиков и эсеров. На основании этого в состав Исполкома от большевиков были дополнительно введены В. Относительная гибкость партии так же как способность улавливать преобладавшие настроения масс содействовала победе большевиков по крайней мере столько же сколько революционная дисциплина организационное единство и авторитет Ленина.
28951. Борьба политический партий за власть, большевистский государственный переворот 31.5 KB
  Следствием кризиса был Корниловский мятеж в результате которого все большую популярность получили большевики был окончательно потерян авторитет ВП. ЦИК советов и ИСКД создали чрезвычайный орган Комитет народной борьбы с контрреволюцией в который входили меньшевики эсеры и большевики. В это время большевики активизировали работу в советах стали восстанавливать отряды Красной гвардии направили своих агитаторов в корниловские войска Донскую Уссурийскую и Дикую дивизии. Укрепили свои позиции большевики возросло их влияние в народе.
28952. Возникновение советской государственности. Политика «военного коммунизма» 46.5 KB
  С приходом большевиков к власти возможность расширения правительства за счет вхождения в него других социалистических партий не была утеряна. В рядах партии имелась влиятельная группа большевиков которая отстаивала эту позицию. На заседании ЦК большевиков 1 ноября эта линия была расценена как капитулянтская переговоры были свернуты а Каменев снят с поста председателя ВЦИКа. в него было избрано 715 из800 депутатов: 370 эсеров 175 большевиков 40 левых эсеров 17 кадетов 15 меньшевиков 86 представителей национальных партий.
28953. Гражданская война и военная интервенция в России, причины и последствия 33.5 KB
  Предпосылки и причины гражданской войны После Октябрьской революции сложилась напряжённая социалполитическая ситуация Приступая к грандиозному преобразованию России большевики нуждались в спокойствии на внешних границах. Внутренняя обстановка в России была не менее напряжённой. Вводилось единое для всего населения России наименование гражданин Российской республики.
28954. Теория и практика национальной политики большевиков. Образование СССР 47 KB
  Неустойчивость международного положения молодых советских республик в условиях капиталистического окружения также диктовала потребность в объединении. Значение этого разделения возросло после окончания Гражданской войны когда встала задача восстановления разрушенного хозяйства и преодоления экономической отсталости советских республик. сложился военнополитический союз советских республик. был подписан декрет Об объединении советских республик России Украины Латвии Литвы Белоруссии для борьбы с мировым империализмом.
28955. Новая экономическая политика и ее сущность 34 KB
  Нэп допускал некоторое развитие капиталистических элементов при сохранении командных высот народного хозяйства в руках государства диктатуры пролетариата; обеспечивал подъём производительных сил на базе роста социалистических и вытеснения капиталистических элементов преобразование многоукладной экономики в единую социалистическую на основе индустриализации страны и кооперирования сельского хозяйства. Нарушение в этот период экономических связей промышленности с сельское хозяйством через торговлю сокращение товарооборота подрывали...
28956. Курс большевистской партии на строительство социализма в одной стране. Индустриализация и коллективизация сельского хозяйства и их последствия 43.5 KB
  Предпосылки индустриализации. Техникоэкономическая отсталость могла стать хронической и перейти в историческую  необходимость индустриализации. Необходимость индустриализации. Социальная без индустриализации невозможно развитие экономики а следовательно и социальной сферы: образования здравоохранения сферы отдыха социального обеспечения.
28957. Формирование тоталитарно-бюрократического режима в СССР. Становление режима личной власти Сталина 25.5 KB
  Становление режима личной власти Сталина Борьба за власть среди партийных олигархов во второй половине 20х начале 30х годов. Постепенно расправившись со внутрипартийной оппозицией новая оппозиция троцкистскозиновьевский блок правый уклон в ВКПб попытка отстранить Сталина от власти на XVII съезде последовательно устранив с политической арены Каменева Зиновьева Троцкого Бухарина Рыкова и Томского Сталин к середине 30х годов сосредоточивает в своих руках все властные полномочия и фактически устанавливает тоталитарную форму...
28958. Обострение международной обстановки во второй половине 30-х годов XX века. Противоречивый характер внешней политики ведущих стран Запада и СССР накануне II-ой мировой войны 30.5 KB
  Противоречивый характер внешней политики ведущих стран Запада и СССР накануне IIой мировой войны. СССР подписал подобные договора с Францией и Чехословакией. СССР осудил введение в Германии всеобщей воинской повинности и нападение Италии на Эфиопию. был подписан договор о взаимопомощи между СССР и Монголией.