Кинематический и силовой анализ рычажного механизма
Министерство образования и науки
Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное
учреждение
Высшего профессионального образования
Курсовой проект
на тему:
«Кинематический и силовой анализ
рычажного механизма»
Иваново 2009
Министерство образования и науки
Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное
учреждение
Высшего профессионального образования
РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту на тему:
«Кинематический и силовой анализ
рычажного механизма»
Выполнил:
Принял:
Иваново 2009
СОДЕРЖАНИЕ
ЗАДАНИЕ
1 СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ
2 ПЛАН ПОЛОЖЕНИЙ
Метод Зиновьева
3 КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ
Положение 1
Положение 2
Положение 3
Положение 4
Положение 5
Положение 6
Сводная таблица результатов кинематического анализа
4 СИЛОВОЙ АНАЛИЗ
Силовой анализ рычажного механизма методом планов сил
Силовой анализ рычажного механизма методом Жуковского
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Схема рычажного механизма
По структурной формуле
Чебышева для плоского механизма подсчитаем степень подвижности механизма [1]:
,
(1)
где 
- число подвижных звеньев, =3;
-
число вращательных или поступательных пар, =4;
-
число высших кинематических пар, =0.
По формуле (1) получаем
.
Механизм имеет 1 степень
свободы.
2.
Формулы строения механизма.
.
Механизм является
механизмом 2-го класса.
;
(м); 
(м);
(м); 
(м);
(мин-1).
(мм);
(мм);
(мм);
(мм).
; 
; 
; 
; 
; 
;
; 
; 
; 
; 
; 
;
; 
; 
; 
; 
; 
Метод Зиновьева
где 
(м), 
(м),
(м), 
(м).
Положение 1
План скоростей.
(рад/с);
(м/с);
(м/(с·мм)); ;
(м/с); _|_CD _|_CB
(м/с);
(рад/с);
План ускорений.
(м/с2); 
;
(м/(с2·мм));
(м/c2); _|_CD _|_CB
(мм);
(м/c2);
(мм);
(м/c2);
(м/c2);
(рад/c2);
(рад/c2);
Метод Зиновьева.
План скоростей.
(рад/с);
(м/с);
(м/(с·мм)); ;
(м/с); _|_CD _|_CB
(м/с);
(рад/с);
(рад/с);
План ускорений.
(м/с2); ;
(м/(с2·мм));
(м/c2); _|_CD _|_CB
(мм);
(м/c2);
(мм);
(м/c2);
(м/c2);
(рад/c2);
(рад/c2);
Метод Зиновьева.
План скоростей.
(рад/с);
(м/с);
(м/(с·мм));
(м/с); _|_CD _|_CB
(м/с);
(рад/с);
(рад/с);
План ускорений.
(м/с2); ;
(м/(с2·мм));
(м/c2); _|_CD _|_CB
(мм);
(м/c2);
(мм);
(м/с2);
(м/с2);
(рад/с2);
(рад/с2).
Метод Зиновьева.
Положение 4
План скоростей.
(рад/с);
(м/с);
(м/(с·мм)); ;
(м/с); _|_CD _|_CB
(м/с);
(рад/с);
План ускорений.
(м/с2); ;
(м/(с2·мм));
(м/c2); _|_CD _|_CB
(мм);
(м/c2);
(мм);
(м/с2);
(м/с2);
(рад/с2);
(рад/с2).
Метод Зиновьева.
Положение 5
План скоростей.
(рад/с);
(м/с);
(м/(с·мм)); ;
(м/с); _|_CD _|_CB
(м/с);
(рад/с);
(рад/с);
План ускорений.
(м/с2); ;
(м/(с2·мм));
(м/c2); _|_CD _|_CB
(мм);
(м/c2);
(мм);
(м/с2);
(м/с2);
(рад/с2);
(рад/с2).
Метод Зиновьева.
Положение 6
План скоростей.
(рад/с);
(м/с);
(м/(с·мм)); ;
(м/с); _|_CD _|_CB
(м/с);
(рад/с);
(рад/с);
План ускорений.
(м/с2); ;
(м/(с2·мм));
(м/c2); _|_CD _|_CB
(мм);
(м/c2);
(мм);
(м/с2);
(м/с2);
(рад/с2);
(рад/с2).
Метод Зиновьева.
Сводная таблица результатов кинематического анализа
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
|
φ1
|
33,00
|
185,00
|
263,00
|
305,00
|
353,00
|
|
φ2
|
33,00
|
43,00
|
76,00
|
81,00
|
79,00
|
43,00
|
|
32,50
|
41,23
|
77,98
|
79,78
|
78,40
|
45,67
|
|
1,52
|
4,12
|
-2,61
|
1,51
|
0,76
|
-6,21
|
|
φ3
|
41,00
|
69,00
|
87,00
|
98,00
|
90,00
|
58,00
|
|
40,49
|
67,58
|
88,35
|
100,42
|
92,27
|
57,80
|
|
1,24
|
2,06
|
-1,55
|
-2,47
|
-2,52
|
0,34
|
|
ω2
|
11,02
|
-26,24
|
-24,15
|
-11,02
|
27,29
|
78,21
|
|
10,90
|
-25,78
|
-23,97
|
-12,04
|
28,30
|
77,50
|
|
1,11
|
1,77
|
0,73
|
-9,23
|
-3,68
|
0,91
|
|
ω3
|
0,00
|
-35,20
|
-32,85
|
0,00
|
39,89
|
82,13
|
|
-0,16
|
-35,84
|
-0,34
|
40,32
|
81,48
|
|
0,00
|
-1,82
|
-1,91
|
0,00
|
-1,07
|
0,79
|
|
ε2
|
6191,09
|
629,60
|
-1364,14
|
-4407,22
|
-6978,10
|
3148,01
|
|
6184,07
|
633,70
|
-1305,57
|
-4289,54
|
-6587,47
|
3058,94
|
|
0,11
|
-0,65
|
4,29
|
2,67
|
5,60
|
2,83
|
|
ε3
|
9030,48
|
234,56
|
-2873,33
|
-5101,63
|
-6626,26
|
5512,11
|
|
8947,74
|
224,95
|
-2762,77
|
-5012,84
|
-6126,35
|
5165,00
|
|
0,92
|
4,10
|
3,85
|
1,74
|
7,54
|
6,30
|
4. СИЛОВОЙ АНАЛИЗ
Силовой анализ рычажного механизма методом планов сил
Силовой анализ рычажного
механизма методом планов сил 2-го положения механизма.
Выше ранее был произведен
кинематический анализ этого положения, откуда мы найдем скорости и ускорения
центров масс звеньев, а так же угловые скорости и угловые ускорения звеньев
механизма.
Определим значение силы
тяжести для каждого звена:
(кг/м);
(м); 
(м);
(м); 
(м/с2);
(Н);
(Н);
(Н);
Определим значения сил
инерции:
(H);
(H);
(H);
Определим моменты сил
инерции звеньев:
(H·м);
(H·м);
(H·м);
: 
;
(372,4·38·0,02-75762,19·37·0,02-7197,41)/1,9=--18467,32;
: 
;
(333,2·0,8·0,02+1920,64·0,8·0,01-1920,64-100)/1,7=-1027,54;
;
(Н/мм);
(мм); 
(мм);
(мм); 
(мм);
(Н);
(Н);
(Н);
:
;
(Н·м);
;
(Н/мм);
(мм);
(мм);
(мм);
(H);
Силовой анализ рычажного механизма методом Жуковского
Повернем план скоростей
для 2-го положения на девяносто градусов против часовой стрелки. Приложим к
нему все внешние силы и силы инерции к одноименным точкам. Моменты заменим
парами сил:
(Н);
(Н);
Составим сумму моментов
относительно полюса плана скоростей:
:
;
Откуда:
(-39,2·4+372,4·11+333,2·15-3788,11·9-75762,19·11+33893,61·3+
+3788,11·49+1188,61·62)/21=55287,05
(Н);
(Н·м).
1.
Теория
механизмов. Артоболевский И. И., М.: Наука, 1967 г., 720 стр. с илл.
2.
Краснов А.А.
Кинематический анализ плоских механизмов с низшими кинематическими парами. –
Иваново, 2004 – 150 с.