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

21310. Технологии межсетевых экранов 202.9 KB
  Основные задачи МЭ: Ограничить доступ пользователей из внешней сети к ресурсам внутренней сети. Обычно внешней сетью является более глобальная относительно внутренней сети например Интернет относительно корпоративной сети или локальная сеть относительно ресурсов локального компьютера. В случае с Интернетом пользователями внешней сети могут быть как удаленные пользователи и партнеры так и хакеры.
21311. Туннелирование 63 KB
  Сложность современных систем такова что без правильно организованного управления они постепенно деградируют как в плане эффективности так и в плане защищенности. Системы управления должны: позволять администраторам планировать организовывать контролировать и учитывать использование информационных сервисов; давать возможность отвечать на изменение требований; обеспечивать предсказуемое поведение информационных сервисов; обеспечивать защиту информации.700 выделяется пять функциональных областей управления: управление конфигурацией...
21312. Основные определения и критерии классификации угроз 87.5 KB
  Попытка реализации угрозы называется атакой а тот кто предпринимает такую попытку злоумышленником. Потенциальные злоумышленники называются источниками угрозы. Отметим что некоторые угрозы нельзя считать следствием какихто ошибок или просчетов; они существуют в силу самой природы современных ИС. Рассмотрим наиболее распространенные угрозы которым подвержены современные информационные системы.
21313. Хакерские атаки 928 KB
  Термин хакер здесь используется в его современном значении человек взламывающий компьютеры. Надо заметить что раньше быть хакером не считалось чемто противозаконным скорее это была характеристика человека умеющего профессионально обращаться с компьютерами. В наши дни хакерами мы называем тех кто ищет пути вторжения в компьютерную систему или выводит ее из строя.
21314. USING CONTEXT DATA IN INFORMATION RETRIEVAL 21 KB
  Proposed approach can be easily included in current search engines. This approach is not a complete alternative to classic methods applied in popular search engines, but it can be treated as an additional improvement that provides more efficient way in positioning on relevant document.
21315. Понятие электронно-цифровой подписи 38 KB
  Эта проблема решается при помощи ЭЦП. ЭЦП связывает содержимое документа и идентификатор подписывающего лица делает невозможным изменение документа без нарушения подлинности подписи и подтверждает принадлежность ЭЦП автору электронного документа. Алгоритмы формирования и проверки ЭЦП реализованы в соответствии с требованиями ГОСТ Р 34. ЭЦП Sign представляет собой вычисляемую по стандартизованному алгоритму математическую функцию хэшфункцию от содержимого подписываемых данных data информации документа и закрытого секретного ключа...
21316. Юридические вопросы информационной безопасности 202.5 KB
  Независимо от способа совершения компьютерного преступления его исполнители должны быть наказаны и профессионалы работающие в сфере информационной безопасности должны уметь собирать информацию необходимую правоохранительным органам при задержании и вынесении приговора лицам несущим ответственность за это преступление. В новом законодательстве нашли отражение вопросы безопасности финансовой информации о клиентах и конфиденциальности сведений медицинского характера. Все эти проблемы требуют понимания и изучения профессионалами работающими...
21317. Состав текущих затрат, сформированный в зависимости от производственно-хозяйственных целей предприятия РГБ 195.5 KB
  Все затраты на производство и реализацию продукции (работ, услуг) должны быть документально обоснованы и иметь исключительно целевое назначение. Поскольку издержки производства и обращения являются главной составляющей при расчете прибыли организации, они участвуют в расчете налогооблагаемой прибыли...
21318. Категории атак на информацию 317.5 KB
  Существуют четыре основных категории атак: атаки доступа; атаки модификации; атаки на отказ в обслуживании; атаки на отказ от обязательств. Атаки такого рода наиболее разрушительны. Атаки нацеленные на захват информации хранящейся в электронном виде имеют одну интересную особенность: информация не похищается а копируется. Определение атаки доступа Атака доступа это попытка получения злоумышленником информации для просмотра которой у него нет разрешений.