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

19 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

81243. Стандарт школьного образования по информатике. Назначение и функции общеобразовательного стандарта в школе 34.46 KB
  Общеобразовательный стандарт по информатике является нормативным документом определяющим требования: к месту базового курса информатики в учебном плане школы; к содержанию базового курса информатики в виде обязательного минимума содержания базового образования; к уровню подготовки учащихся в виде набора требований к ЗУНам и научным представлениям школьников; к технологии и средствам проверки и оценки достижений учащихся. технологии в обществе. и Информационные технологии: обработка текста; обработка графики; мультимедийные...
81244. Пропедевтика основ информатики в начальной школе: цели и задачи, анализ учебных и методических пособий 36.98 KB
  Рассмотрим программу курса информатики для III IV классов начальной общеобразовательной школы составители: а. Первин Цель этого курса развитие алгоритмического подхода к решению задач формирование представлений об информационной картине мира практическое освоение компьютера как инструмента деятельности. Содержание программы курса формировалось вокруг четырех основных направлений пронизывающих все темы курса: 1. Содержание и методика курса нацелены на формирование творческих исследовательских качеств.
81245. Место курса информатики в системе учебных дисциплин. Базисные учебные планы. Анализ школьных программ по информатике в общеобразовательной школе 37.67 KB
  А в это же самое время уже шла работа над созданием новой концепции так называемого базисного учебного плана БУП. утвердило и ввело в действие первую версию российского БУП общеобразовательных учреждений в котором в максимальной степени должны были учитываться и интересы государства и интересы региона и интересы образовательного учреждения т. БУП сам по себе не является рабочим учебным планом для школы он лишь представляет собой основу для разработки регионального базисного учебного плана на основе которого в свою очередь школа...
81246. Программное обеспечение курса информатики в общеобразовательной школе. Оборудование школьного кабинета информатики: материальная база и санитарные нормы 37.59 KB
  Помимо компьютерного оборудования кабинет информатики рекомендуется оснащать: Набором учебных программ для изучения курса информатики и отдельных разделов иных учебных предметов; Заданиями для осуществления индивидуального подхода при обучении организации самостоятельных работ и упражнений за ПЭВМ; Комплектом учебнометодической научнопопулярной справочной литературы; Журналом вводного и периодического инструктажей учащихся по технике безопасности; Журналом использования КУВТ на каждом рабочем месте; Журналом сведений об отказах...
81247. Методическая система и организация обучения информатике в школе: урок как основная форма обучения информатике. Подготовка к уроку информатики. Дидактические особенности учебных занятий по информатике 38.5 KB
  Школьный урок образует основу классноурочной системы обучения характерными признаками которой являются: постоянный состав учебных групп учащихся; строгое определение содержания обучения в каждом классе; определенное расписание учебных занятий; сочетание индивидуальной и коллективной форм работы учащихся; ведущая роль учителя; систематическая проверка и оценка знаний учащихся. Роль учителя во время фронтальной лабораторной работы наблюдение за работой учащихся в том числе и через локальную сеть КВТ а также оказание им оперативной...
81248. Понятие педагогического программного средства (ППС). Типы ППС. Требования к разработке ППС 39.36 KB
  Например в институте средств обучения РАО выделили несколько классификационных критериев типологии педагогических программных средств: По предметному содержанию; По функции: диагностические контролирующие обучающие демонстрационные справочноинформационные формирующие тренажерные; По степени активности учащихся которая определяется структурой и характером деятельности программы рассчитанные на минимальную степень активности демонстрационные на максимальную степень конструирующие программы; По целевой группе пользователя ...
81249. Цели и основные формы дополнительного изучения основ информатики и её приложений в средней школе. Организационные формы и содержание внеклассной работы 38.38 KB
  Организационные формы и содержание внеклассной работы. Кружок по информатике предназначен для привлечения учащихся младших классов для формирования пропедевтических навыков работы с компьютером. Кружковая работа со старшеклассниками возможна при организации групп для работы в телекоммуникационных сетях. Все большее значение в организации внеурочной работы со школьниками приобретает участие в телекоммуникационных проектах конкурсах грантов и пр.
81250. Понятие информационных и коммуникационных технологий. Направления внедрения ИКТ в образование. Дистанционные технологии в образовании 37.12 KB
  Хуторской выделяет следующие принципы дистанционного обучения: Принцип создания дистантным учащимся образовательной продукции в изучаемых предметных и образовательных областях. Принцип соответствия внешнего образовательного продукта ученика его внутренним личностным приращениям. Принцип приоритета деятельностного содержания перед информационным. Принцип креативного характера учебной деятельности.
81251. Инструментальные средства для разработки ППС, их достоинства и недостатки. Экспертная оценка ППС 35.7 KB
  Экспертная оценка ППС. Зайнутдинова предлагает различать 3 типа компьютерных обучающих программ: педагогические программные средства ППС компьютерные учебные программы одноцелевого назначения: сервисные контролирующие тренажеры моделирующие демонстрационные и т. Процесс создания ППС Педагогический сценарий детализирует структуру учебного материала и последовательность его изложения Технологический сценарий детализируетя технология представления Кодирование технологического сценария Технология разработки ППС рассмотрение принципов...