49920

Кинематическое исследование грейферного механизма

Курсовая

Производство и промышленные технологии

В левом верхнем углу чертежного листа в масштабе 10:1 вычерчена кинематическая схема грейферного механизма в 12-ти положениях. Для этого один полный оборот ведущего звена 1 разбит на 12 частей по , где за нулевое положение принята точка, совпадающая с осью Y. Направление вращения ведущего звена выбрали так, чтобы перемещение пленки зубом грейфера обеспечивалось сверху вниз.

Русский

2014-01-12

4.76 MB

14 чел.

траница | 9

Санкт-Петербургский Государственный

Университет Кино и Телевидения

Кафедра механики

Курсовой проект

Кинематическое

исследование грейферного механизма

 

Выполнил:

Студент 022 гр. ФМА

Чернышов В.В.

Проверил:

Сурков В.К.

                                               

Санкт-Петербург

2012

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Для начала исследования грейферного механизма приведем исходные данные, взятые из таблицы № 2 – вариант 0:

Частота съемки

ν = 8 кадров в секунду

Шаг кадра HK

7,62 мм = 7,62  м

2,5 мм = 2,5   м

11,5 мм = 11,5   м

16,5 мм = 16,5   м

10 мм = 10   м

YD

-9 мм = -9  м

ЧАСТЬ I

1.1 ПОСТРОЕНИЕ ПЛАНОВ ПОЛОЖЕНИЙ МЕХАНИЗМА И ВЫБОР ПОЛОЖЕНИЯ ФИЛЬМОВОГО КАНАЛА

В левом верхнем углу чертежного листа в масштабе 10:1 вычерчена кинематическая схема грейферного механизма в 12-ти положениях. Для этого один полный оборот ведущего звена 1 разбит на 12 частей по , где за нулевое положение принята точка, совпадающая с осью Y. Направление вращения ведущего звена выбрали так, чтобы перемещение пленки зубом грейфера обеспечивалось сверху вниз. Порядок нумерации положений совпадает с направлением вращения звена 1.

Построив 12 положений грейферного механизма, строим траекторию движения конца зуба СК грейфера – точки К. Расположим фильмовой канал  ff так, чтобы в шаг кадра пленки H попадало 5 рабочих положений механизма. При этом углы входа и выхода зуба грейфера получились примерно равными 90.

После того, как мы выбрали конкретное положение фильмового канала, определяем значение масштабного коэффициента положения, учитывая заданный шаг кадра H = 7.62  м, по формуле:

/

Где Hs=53 мм ,  получаем  7.62 / 53 = 0,14 10-3 м/мм.

РАСЧИТЫВАЕМ:

2,5  10 = 25 мм

11,5  10 = 115 мм

(АС)

16,5  10 = 165 мм

10  10 = 100 мм

Затем, с учетом значения масштабного коэффициента,  определяем новые размеры звеньев грейферного механизма. Для дальнейших расчетов используются новые размеры механизма (формула =  A и т.д.)

3,5  м

16,1  м

LAC

23,1   м

LCK

14   м

1.2 СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ГРЕЙФЕРНОГО МЕХАНИЗМА

В рассматриваемом грейферном механизме число подвижных звеньев N=4, включая пленку - вращательные (,А, В) и поступательные (B,F) кинематические  пары, =1- высшая кинематическая пара М, где происходит касание зуба грейфера с межперфорационной перемычкой пленки.

По формуле Чебышева рассчитываем степень подвижности грейферного механизма:

W = 3 N - 2  -  = 3  4 - 2 5 - 1 = 1

Следовательно, механизм имеет одно ведущее звено.

Для проведения кинематического анализа механизма, производим замену высшей кинематической пары на звено, входящее в низшие кинематические пары.

Отсоединив ведущее звено 1, что описывается кинематической цепочкой:

СТ   -     -  1  -  I кл

Механизм разбивается на две группы Ассура:

А   -   2   -   В   -   3   -    B   - II кл

М   -   4   -   М   -   5   -   F   - II кл

Здесь в кружочек обведены вращательные кинематические пары, а в рамке – поступательные. Кинематический расчет ведется последовательно от ведущего звена в порядке наслоения групп Ассура.

I(1) => II(2,3) => II(4,5)

1.3 ПОСТРОЕНИЕ ПЛАНОВ СКОРОСТЕЙ

Угловая скорость вращения  ведущего звена 1 определяется заданной частотой съемки, в нашем случае ν = 8 кадра в секунду, по формуле:  = 2πν.

= 2πν = 2 3.14  8 = 50,24 рад/сек

а) Приведем кинематический анализ первой группы Ассура:

В качестве полюса выбираем точку А. Скорость полюса А направлена перпендикулярно к А в сторону вращения ведущего звена и равна:

=    = 50,24  3,5  = 0,176 м/с

Теперь скорость точки B можно найти путем графического решения векторного уравнения:

 =   +

Вектор  представляет скорость точки B во вращательном движении относительно точки А и направлен перпендикулярно к АС.

Вектор  направлен параллельно плоскости В.

Масштабный коэффициент плана скоростей выбираем таким образом, чтобы скорость точки А изображалась на чертеже отрезком () = 100 мм. Определяем по формуле:

 =    =  0,176/100 = 1,76*10-3 

Построение плана скоростей:

- Выбираем на чертеже точку  - полюс плана скоростей

- Строим из точки  отрезок  равный 100 мм, изображающий скорость  в масштабе

- Через точку «a» проводим линию перпендикулярно АС

- Через точку  проведем  линию параллельно плоскости В.

Точка их пересечения обозначена «b», а отрезки () и (ab) представляют собой изображение соответственно скоростей  и  в масштабе  и направленные к точке «b».

Определим значение скоростей для положения механизма 1:

=   () = 1,76 * 10-3  * 101   = 0,178 м/с

=   (ab) =  1,76*10-3   9 = 0,016 м/с

Теперь мы можем найти угловые скорости звеньев 2 и 3:

- для звена 2:    =    = 0,016/(16,1*10-3 )= 0,98  рад/сек

Далее определяем направления угловых скоростей звена 2  при помощи переноса вектора относительной скорости  и вектора  соответственно в точку «В».

Скорости других точек звена 2 на плане скоростей находятся методом подобия - на отрезке (ab) строится фигура (abck) подобная фигуре  ABCK механизма.

Размеры фигуры плана скоростей находятся из пропорций:      

=   ,  =     

Используя аналогичные пропорции,  найдем скорость точки, принадлежащей зубу грейфера - звену 2 и совпадающей с точкой , принадлежащей пленке – звену 5. Соединив на плане на скоростей  точку с   с , получим отрезок (), представляющее собой масштабное изображение скорости

б)Приведем кинематический анализ второй группы Ассура.

 

= 

Абсолютную скорость  точки  находим из векторного уравнения:

=  +

Скорость  уже определена, а относительная скорость  направлена  параллельно зубу грейфера СК, скорость  направлена параллельно  фильмовому  каналу  ff.

Для решения векторного уравнения данного выше, на плане скоростей из точки
проводим  линию , параллельную зубу грейфера  СК , из полюса
 фильмовому каналу ff. Точку пересечения обозначим , а вектор  () определяет  величину скорости пленки:                                              

                                = =   () = 1,76*10-3 71 = 0,125  м/с

Для положения механизма 1  определены все скорости, далее аналогичным способом  определяются скорости  для остальных 11 положений механизма, причем определение скорости движения пленки произведено  только для рабочих положений механизма перемещения пленки и моментов входа/выхода зуба грейфера из пленки.


Результаты кинематического расчёта для рабочих положений механизма перемещения пленки представлены в таблице 1:                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 

()

(ab)

()

()

мм

мм

мм

мм

м/с

м/с

м/с

м/с

рад/с

1

101

9

100

71

0,178

0,016

0,176

0,125

0,98

2

77

48

70

112

0,136

0,084

0,123

0,197

5,25

3

23

92

13

108

0,040

0,162

0,023

0,190

10,06

4

43

110

69

83

0,076

0,194

0,121

0,146

12,02

5

103

103

130

54

0,181

0,181

0,228

0,095

11,3

6

122

59

-

-

0,215

0,104

-

-

6,46

7

100

0

-

-

0,176

0

-

-

0

8

51

61

-

-

0,090

0,107

-

-

6,65

9

4

102

-

-

0,007

0,180

-

-

11,18

10

46

111

-

-

0,081

0,195

-

-

12,11

11

77

92

-

-

0,136

0,162

-

-

10,06

12

96

52

-

-

0,169

0,092

-

-

5,71

1.4 ПОСТРОЕНИЕ ПЛАНОВ УСКОРЕНИЙ

Планы ускорений строятся для положений  рабочего такта грейферного механизма и моментов входа/выхода зуба грейфера из пленки.

Ускорение точки «А» при равномерном  вращении ведущего звена 1 определяется  формулой:

                                            WA= WАц   = , [м/с2],

где  - центростремительное ускорение  точки «А».

                                                WАц   = (50,24)2 * 3,5 *  = 8,834 м/с2.

В случае кривошипно-ползунного грейферного механизма справедливо будет применить векторное уравнение:

                                        B =  +  + .

В этом уравнении, используя результат построения плана скоростей, находим:

=   = (0,98)2 * 16,1 *  = 0,01546 м/

Найденное центростремительное ускорение направлено всегда по звену к соответствующему центру вращения  от точки «А» к точке «».

Ускорение WваЦ  параллельно ВА и направлено от точки В к точке А; ускорение Wвавр  перпендикулярно к ВА.

Для построения плана ускорений выбираем масштабный коэффициент плана ускорений:

=  = 8,834/100 = 0,08834  

Известные значения центростремительных ускорений откладываем на плане ускорений с учетом выбранного масштабного коэффициента. Отрезок Рwа соответствующий ускорению Wa  = 100 мм.

Величины остальных центростремительных ускорений на чертеже определяются в соответствии с масштабом:

() =  = 0,01546/0,08834  = 0,175 мм

Графическое построение векторного уравнения производим следующим образом:

Построение правой части:

- выбираем на чертеже точку

- откладываем отрезок  параллельно звену A, равный 100 мм

- из точки «А» откладываем отрезок  параллельно ВА от «В» к «А».

- из конца () проводим линию перпендикулярную звену ВА.

Построение левой части:

- из полюса  откладываем отрезок  параллельно плоскости В до пересечения с вектором , получаем точку В.

Определяем из плана ускорений вращательные ускорения:

=  () =  103*0,08834 = 9,099   

Далее находим угловые ускорения звеньев 2 и 3:

=  = 9,099/(16,1*10-3) = 565 рад/

Для определения ускорений других точек звена 2 пользуемся методом подобия – на отрезке (ab) строится фигура (abck). Принимая за относительное движение скольжение звена 4 по звену 2, за переносное – движение зуба грейфера 2 получаем векторное уравнение:

= =  +  +

Модуль ускорения Кориолиса определяется формулой:

= 2 = 2*0,98*0,176 = 0,344

Найденное значение  пересчитываем с учетом масштабного коэффициента:

() =  = 0,344/0,08834= 18,9 мм

Направление ускорения Кориолиса определяется поворотом относительной скорости  на 90 по направлению угловой скорости .

- направление ускорения  параллельно зубу СК

- направление ускорения  параллельно фильмовому каналу ff

Графическое построение векторного уравнения на плане ускорений производим следующим образом:

- из точки «» откладываем вектор

- из конца вектора  проводим линию действия вектора

- из полюса  проводим линию действия

- точка пересечения этих линий действия дает точку «», а соответствующие отрезки – есть изображение векторов  и :

=  =  () = 106*0,08834=9,364

Далее аналогично определяются ускорения всех остальных рабочих положений механизма перемещения пленки и момента выхода/входа зуба грейфера из пленки.

Результаты кинематического расчета для рабочих положений механизма перемещения пленки представлены в таблице 2:

()

мм

мм

мм

рад/

мм

1

0,01546

0,175

103

9,099

0,344

3,9

565

106

9,36

2

0,4437

5,32

91

7,58

1,293

14,64

470,8

16

1,41

3

1,628

18,43

57

5,03

0,46

5,207

312,42

54

4,77

4

2,327

26,34

14

1,24

2,92

33,054

77,02

40

3,53

5

2,041

24,5

42

3,71

5,152

58,32

230,4

38

3,4

По результатам расчета рабочих положений механизма перемещения пленки на чертеже


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

70436. Разработка поощрительных программ для гостей на предприятии питания на примере ресторана «Пилзнер» 1.3 MB
  В работе проанализирована ситуация развития рынка пивных ресторанов. Определена актуальность поставленной задачи. Проанализированными методы продвижения в ресторанах, дана оценка поощрительным программам и разработаны поощрительные программы для ресторана Пилзнер.
70438. Программное обеспечение для системы сопровождающего контроля на ускорительном комплексе ВЭПП-2000 852.5 KB
  Требования накладываемые на программное обеспечение Каждая из подсистем сопровождающего контроля предъявляет схожие требования к программному обеспечению а следовательно их можно обобщить: высокая стабильность работы 24 часа в сутки 365 дней в году; легкая перенастройка в соответствии...
70441. Исследование специфики использования современных спутниковых средств для повышения точности привязки опознаков 423.5 KB
  Спутниковые радионавигационные системы GPS ГЛОНАСС позволяют в большинстве случаев по сравнению с традиционными методами достигнуть более высокой точности место определения объекта с меньшими экономическими затратами при привязке опознаков.
70442. Визуализация результатов моделирования выхода автономного необитаемого подводного аппарата на источник экологических аномалий 3.97 MB
  Цель работы - разработка программного обеспечения визуализации результатов моделирования выхода автономного необитаемого аппарата на источник экологической аномалии. В результате выполнения работы сформулированы требования к программному обеспечению визуализации и выбраны средства...
70443. ЭЛЕКТРОННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ 1.7 MB
  Центром построения цифровой интегральной системы управления, в котором производится переработка информации о состоянии объекта и принятие решений, является бортовой цифровой вычислительный комплекс
70444. Семантическая деривация единиц лексико-семантической группы «Повадки животных» 70.34 KB
  Проблема образной номинации человека посредством зоонимической лексики не теряет в лингвистике своей значимости. Причина ее лингвистической ценности кроется в непрекращающемся процессе осмысления человеком самого себя в контексте окружающей его живой природы.