49264

Исследование четырехзвенника на кинематический и силовой анализ

Курсовая

Физика

Определить скорости и ускорения во всех узлах механизма. Провести силовой анализ всех звеньев,определить уравновешивающую силу, действующую на ведущее звено.

Русский

2013-12-24

1005.3 KB

21 чел.

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Казанский национальный исследовательский технический университет»

(КНИТУ-КАИ)

 

Исследование четырехзвенника на кинематический и силовой анализ

Вариант 81-2

Работу выполнил: студент

Группы 1224 Галкин И.С.

Работу проверил:

 

Казань 2013 г.

Цель работы:

1)Определить скорости и ускорения во всех узлах механизма.

2)Провести силовой анализ всех звеньев

3)определить уравновешивающую силу, действующую на ведущее звено.

Дано:

Длина звена CD=l3 =0.30 м

Длина звена ВС= l2=0.8 м

Угол крайнего положения ϕ3min=16

Угол качения звена CD - β=110

Угол CBE - α=15

Частота вращения звена АВ    n1=80 об/мин

Масса платформы   mE=1кг.

Масса звена СD - m3=2кг.

Момент трения в шарнире D - Мтр=15 Н*м

BS2=BE=0.5BC

1)Для выбора масштаба, вычисляем длину АВ:  

2)Вычисляем масштаб (м/мм). Масштабируем все длины необходимые для решения расчетной работы.

3)Строим план скоростей:

а)Для построения плана скоростей в 4 положении механизма из полюса а проведем прямую, перпендикулярную АВ. Скорости находим по сумме сложения скоростей :

В выбранном масштабе ( ) на прямой, перпендикулярной AB, отложим отрезок аb, который равен 60мм и эквивалентен скорости первого звена - VB. Из точки b проведена прямая перпендикулярная ВС (скорость звена ВС перпендикулярна звену ВС), а из точки а проведена прямая перпендикулярная CD (скорость т.С перпендикулярна звену CD). Пересечение этих линий определяют точку С, а следовательно и величины Vc и VCB. Точка S3 находится на середине ac. А точка S2  находится из соотношения : . Скорость точки S2  можно найти так же на пересечении перпендикулярных прямых BE и CE от точки b и c.

б)Далее определяем угловые скорости звеньев 2 и 3:

3)Строим план ускорений:

Рассматривая движение 2 звена в плоскости как сложное, для ускорений точки С запишем: aC=aB+aBCn+aBCτ. нормальные составляющие aBn, aBCn, aCDn ускорений известны как по величине, так и по направлению. По направлению ускорения aBn, aBCn, aCDn совпадают  соответственно со звеньями  CD,AB,CB  и направлены к центрам вращения звеньев.

Для построения  плана ускорения из полюса а’ проводим линию, параллельную ВА. В выбранном масштабе Ка (масштаб находим ). В выбранном масштабе отложим на ней отрезок ab’ равный 100мм. Из точки b’ проводим линию, параллельную ВС, на которой отложим отрезок bn2 эквивалентная ускорению aBCn. Величина этого отрезка равна: . Аналогично определяем и строим вектор an3 эквивалентный ускорению aCDn:

.

Из точек n2 и n3 перпендикулярные соответственно ВС и CD. Их пересечения определяют точку С, а отрезок ac’ полное ускорение - ac.

Положение точки S2 определяем по соотношению:

Найдем неизвестные ускорения:

 б) Угловые ускорение 2 и 3 звена  определим по след. соотношению:

Направления определим таким же образом, как и угловые скорости. Мысленно переносим вектор  в точку С и определяем, что угловое ускорение ε2 второго звена направляем по часовой стрелке. Аналогично и с угловым ускорением  ε3.

4)Силовой анализ механизма:

а)Для определения силовых характеристик приложим в соответствующих точках механизма все внешние силы. Силы 2 и 3 звена равны:

Где mЕ,m3–массы 2 и 3 звеньев. , ускорения центров масс 2 и 3 звеньев. g-ускорение свободного падения. Направлены Fи2,Fи3 в сторону, противоположную направлениям ускорений этих точек.

б)Моменты инерции равны:

Ми2=-JS2* ε2,Ми3=-JS3* ε3;

Моменты инерции соответственно 2 и 3 звеньев относительно центра масс S2 и S3 определяем:

Направлены моменты инерции звеньев в сторону, противоположную направлению угловых ускорений.

 Так как структурная группа является статически определимой, то силовой расчет графическим способом производим по структурным группам, начиная от наиболее удаленной группы. Выделяем из механизма структурную группу и прикладываем к ней все внешние силы и реакции. Реакции со стороны четвертого звена на третье R43, со стороны первого звена на второе R12 раскладываем на две cоставляющие каждую из них, и , направленные вдоль третьего и второго звеньев, а также и , направленные перпендикулярно этим звеньям.

Для определения составляющих реакций, направленных перпендикулярно третьему звену, составляем сумму моментов всех сил и реакций третьего звена относительно точки С. Сумма моментов равна:

   Из уравнения определим одну неизвестную величину:

; Так как величина имеет отрицательное значение, то она имеет противоположенное направление.

 Аналогично все делаем и для 2 звена:

в) Далее в выбранном масштабе ( м/мм) и в произвольной точки линии действия реакции откладываем отрезки:

Измеряем и находим неизвестные величины:

г)Далее рассмотрим равновесие 1 звена. Так как вес 1 звена и силу его инерции мы не учитываем, а в виду их малой величины, то на 1 звено действуют неизвестная по величине и по направлению реакция R41 (реакция R21=R12, но противоположная по направлению), уравновешивающий момент  Мур. Составим сумму моментов относительно точки А первого звена:

5) Сделаем проверку теоремой Жуковского:

Повернем план скоростей на 90 градусов против часовой стрелки и расставим все силы; уравновесим всю систему моментом Мур. Действие момента Мур заменим парой сил. Вычислим сумму моментов относительно точки а.

Найдем Мур:

6) Найдем  погрешность:

7)Вывод: Определили уравновешивающую силу двумя способами: методом Жуковского и методом силового анализа.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

11336. Вычислительные сети 94 KB
  PAGE 8 Вычислительные машины етевое оборудование Операционные системы Сетевые приложения Лекция 14. Вычислительные сети 1. История развития ВС Концепция вычислительных сетей является логическим результатом эволюции компьютерной те...
11337. Основные проблемы построения сетей. Связь компьютера с периферийными устройствами 291 KB
  Лекция 15 1. Основные проблемы построения сетей При создании вычислительных сетей их разработчикам пришлось решить много проблем. Мы рассмотрим только наиболее важные из них. 1.1. Связь компьютера с периферийными устройствами Для обмена данными между компьютером и пе...
11338. Технические средства обработки информации 228.5 KB
  Обработка информации и представление результатов обработки в виде удобном для человека производится с помощью вычислительной техники. Конкретный набор взаимодействующих между собой устройств и программ, предназначенный для обслуживания одного рабочего участка, называют вычислительной системой (ВС).
11339. Основные понятия информатики. Информатика, ее предмет и задачи 82 KB
  Тема 1: Основные понятия информатики 1. Информатика ее предмет и задачи Информатика в настоящее время занимает одно из ключевых мест в науке и технике. Однако полного единства взглядов по поводу определения информатики еще не сложилось. Специалисты по вычислительно
11340. Кодирование данных 335 KB
  Тема 2: Кодирование данных 2.1. Носители данных Данные составляющая часть информации. Они представляют собой зарегистрированные сигналы. При этом физический метод регистрации может быть любым: перемещение физических тел изменение их формы изменение электрических и...
11341. РОЛЬ РЫНКА ФИНАНСОВЫХ УСЛУГ В ЭКОНОМИКЕ 172 KB
  18 Тема 1 РОЛЬ РЫНКА ФИНАНСОВЫХ УСЛУГ В ЭКОНОМИКЕ План Движение финансовых потоков в экономике. Роль и функции рынка финансовых услуг. Классификации финансового рынка. Преобразование сбережений в инвестиции. Реком...
11342. ФИНАНСОВОЕ ПОСРЕДНИЧЕСТВО 116 KB
  12 Тема 2 ФИНАНСОВОЕ ПОСРЕДНИЧЕСТВО План 1. Понятие финансового посредничества. 2. Функции финансовых посредников и их классификация. 3. Институциональный инвестор на финансовом рынке. Рекомендованная литература Закон України ...
11343. ФИНАНСОВЫЕ УСЛУГИ НА ДЕНЕЖНОМ РЫНКЕ 145.5 KB
  18 Тема 3 ФИНАНСОВЫЕ УСЛУГИ НА ДЕНЕЖНОМ РЫНКЕ План 1. Операции с инструментами денежного рынка. 2. Принципы организации эмиссионных операций. 3. Определение спроса и предложения денег. 4. Особенности современной инфляции. 5. Деятельность Госуд
11344. ФИНАНСОВЫЕ УСЛУГИ НА ВАЛЮТНОМ РЫНКЕ 222.5 KB
  30 Тема 4 ФИНАНСОВЫЕ УСЛУГИ НА ВАЛЮТНОМ РЫНКЕ План 1. Иностранная валюта как компонент валютного рынка. 2. Валютные сделки. 3. Основные формы международных расчетов. Рекомендованная литература Ван Хорн Дж. Основы управления финан