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

22 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

30371. Понятие об осложненном предложении. Спорные вопросы теории. Виды осложнения 50 KB
  К понятию осложненного предложения относится: предложения с однородными членами предложения с обособленными членами предложения с вводными и вставными конструкциями предложения с обращением Степень осложнения разная нужно основание для их объединения. Осложнение в семантической структуре предложения диктум и модус Осложнение диктума Я смотрю на звезды; монопредикативное монопропозитивное Я слушаю пенье соловья монопредикативное 2 пропозиции осложнение семантики которое не влечет за собой синтаксическое осложнения Соловей...
30372. Языковой статус сложного предложения. Основные типы СП. ССП 80.5 KB
  Языковой статус сложного предложения. Понятие сложного предложения является основополагающим в синтаксисе. В теории сложного предложения существует множество дискуссионных вопросов в частности вопрос об объёме СП о границах между простым и сложным предложением о понятиях сочинения и подчинения в СП и др. На основе анализов частей сложного предложения можно сделать вывод что поскольку очень часто материальные элементы простых предложений совпадают с материальными элементами сложного предложения СП это сумма нескольких простых предложений.
30373. Технические средства САПР и их развитие 139.5 KB
  Рассматриваются архитектуры ЭВМ в зависимости от последовательности обработки данных. Представляются классы ЭВМ в зависимости от множественности одиночности потоков команд и данных ОКОД ОКМД МКМД. Основное назначение лекции дать более глубокие знания по техническому обеспечению САПР: архитектуры ЭВМ в зависимости от последовательности обработки данных и классы ЭВМ в зависимости от множественности одиночности потоков команд и данных 6. Усложнение решаемых задач и вычислительных алгоритмов САПР привело к внедрению в эту область более...
30374. Технические средства САПР и их развитие. Периферийное оборудование САПР 159 KB
  Каждый метод и устройства реализующие его имеют свои достоинства и недостатки. По программному обслуживанию периферийные устройства САПР делятся на два класса: растровые и координатные векторные. В растровых устройствах выводится мозаичный рисунок из отдельных точек пикселей или ПЭЛов от англ. Все периферийные устройства делятся на три основные группы: средства ввода вывода с машинных носителей; средства ввода вывода с документов; средства непосредственного взаимодействия с ЭВМ.
30375. Методическое обеспечение САПР. Математический и лингвистический виды обеспечений 167.5 KB
  Лекция: Методическое обеспечение САПР. Математический и лингвистический виды обеспечений Рассматривается состав методического обеспечения САПР его сущность состав. Приводятся его компоненты методический и лингвистический виды обеспечения САПР для случая когда последний не является самостоятельным. Изучение одного из важнейших видов обеспечения САПР методического обеспечения 8.
30376. Программное обеспечение САПР 111.5 KB
  Лекция: Программное обеспечение САПР Рассматривается сущность программного обеспечения систем автоматизированного проектирования ПО САПР документы в составе ПО САПР. Даются структура общесистемного ПО и основные характеристики прикладного ПО САПР. Основное назначение лекции усвоение сущности программного обеспечения САПР ПО САПР его функций состава а также роли операционных систем ОС 9. Программное обеспечение САПР.
30377. Информационное обеспечение САПР 220.5 KB
  Рассмотрены принципы построения базы данных и способы согласования программ при формировании базы данных. Назначение сущность и составные части информационного обеспечения ИО САПР Основное назначение ИО САПР уменьшение объемов информации требуемой в процессе проектирования от разработчика РЭС и исключение дублирования данных в прикладном программном и техническом обеспечении САПР [7 51]. ИО САПР состоит из описания стандартных проектных процедур типовых проектных решений типовых элементов РЭС комплектующих изделий и их моделей...
30378. Информационное обеспечение САПР. Реляционная модель баз данных 320 KB
  Лекция: Информационное обеспечение САПР окончание Рассматриваются реляционная сетевая и иерархическая модели баз данных о которых в общем излагалось в предыдущей лекции. Реляционная модель баз данных Реляционная база данных разработанная Э. Тем самым теория реляционных баз данных становится областью приложения математической логики и современной алгебры и опирается на точный математический формализм. В реляционных базах данных основные операции включение удаление модификация и запрос данных применяются к кортежам и доменам.
30379. Методы автоматизированного проектирования конструкции и технологического процесса различного уровня иерархии 136 KB
  В САПР для каждого иерархического уровня сформулированы основные положения математического моделирования выбран и развит соответствующий математический аппарат получены типовые ММ элементов проектируемых объектов формализованы методы получения и анализа математических моделей систем. Это обстоятельство приводит к расширению множества используемых моделей и развитию алгоритмов адаптивного моделирования. В САПР для каждого иерархического уровня сформулированы основные положения математического моделирования выбран и развит соответствующий...