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

38839. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ по выполнению выпускных квалификационных работ (ВКР) 195.5 KB
  Оформление выпускной квалификационной работы 8. Во время защиты она оценивает по следующим параметрам: соответствие структуры работы данным методическим рекомендациям; правильность и полнота использования источников охват исследуемой темы глубина анализа качество расчетной части и умение грамотно изложить выносимые на защиту материалы; своевременность представления материалов для проверки научному руководителю решающему вопрос о допуске к защите или необходимой доработке материалов; качество оформления отчетных материалов; ...
38840. МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ПО ВИКОНАННЮ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТУ 308.5 KB
  МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ПО ВИКОНАННЮ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТУ по спеціальності 5. Дипломне проектування як завершальний етап навчання підводить підсумки учбової і науководослідної роботи студента в коледжі і грає дуже важливу поважну роль в його підготовці до майбутньої самостійній роботі на автоексплуатаційних підприємствах в проектнотехнологічних і науководослідних організаціях автомобільного транспорту. Основними цілями дипломного проектування є з'являються узагальнення раніше отриманих одержувати знань і їх подальше дальше розширення а також...
38841. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПОДГОТОВКЕ, ОФОРМЛЕНИЮ И ЗАЩИТЕ ВЫПУСКНЫХ КВАЛИФИКАЦИОННЫХ (ДИПЛОМНЫХ) РАБОТ 196 KB
  Выполнение дипломной работы. Содержание дипломной работы. Оформление дипломной работы18 6. Оценка дипломной работы.
38842. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО НАПИСАНИЮ, ОФОРМЛЕНИЮ И ЗАЩИТЕ ВЫПУСКНЫХ КВАЛИФИКАЦИОННЫХ РАБОТ 365.5 KB
  Описаны требования к оформлению и защите выпускной квалификационной работы. Выпускные квалификационные работы выполняются в формах соответствующих определенным ступеням высшего профессионального образования: для квалификации степени бакалавр в форме выпускной квалификационной работы бакалавра; для квалификации дипломированный специалист в форме дипломной работы проекта; Основные цели выпускной квалификационной работы: 1 систематизация закрепление и расширение теоретических и практических знаний студентов по избранной...
38844. Методические рекомендации по выполнению дипломного проекта 1.19 MB
  Дипломная работа выполняется в форме дипломного проекта. Каждому студентудипломнику назначается руководитель проекта как правило из числа преподавателей вуза. Выпускная квалификационная работа выполняется в форме проекта в соответствии с утвержденным Советом вуза Положением о выпускной квалификационной работе.
38845. Экспертная система комплексного диагностирования линейной части магистрального газопровода ЭС «Диагностика ЛЧ МГ» 3.02 MB
  В рамках проделанной работы проведено детальное обследование предметной области, составлен перечень функциональных задач, исследованы аналоги автоматизированных систем, спроектирована инфологическая модель предметной области, реализована ЭС «Диагностика ЛЧ МГ»
38846. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ДИПЛОМНОЙ РАБОТЫ 186 KB
  Плеханова Кафедра документоведения и документационного обеспечения управления МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ДИПЛОМНОЙ РАБОТЫ Для студентов специальности 032001. Петраченко Методические указания к выполнению дипломной работы для студентов спец. Методические указания к выполнению дипломной работы разработаны преподавателями кафедры документоведения и документационного обеспечения управления Саратовского государственного социальноэкономического университета на основании требований государственных образовательных стандартов высшего...
38847. ДИПЛОМНА РОБОТА СПЕЦІАЛІСТА, ЇЇ МЕТА І ЗАВДАННЯ 253 KB
  Вона є кваліфікаційним документом на підставі якого Державна екзаменаційна комісія визначає рівень теоретичної підготовки випускника його готовність до самостійної роботи за фахом і приймає рішення про присвоєння кваліфікації. Працюючи над ДР студент має засвоїти навики правильної постановки проблеми та обґрунтування її актуальності формулювання мети і завдань дослідження побудови логічного плану оптимальної структури роботи з літературними джерелами і статистичною інформацією аналізу та оцінки різних аспектів діяльності організації...