Структурный анализ, кинематическое и силовое исследование рычажного механизма
ИФ
МГТУ ГА
Кафедра
Авиационных двигателей
Контрольное
задание № 1.11
по
дисциплине «Теория механизмов и машин»
Тема:
Структурный
анализ, кинематическое и силовое исследование рычажного механизма
Студента 2 курса
Спицыну Владиславу Юрьевичу
Объем задания
Структурный анализ механизма: определить
структуру, степень свободы, класс механизма.
Кинематическое исследование механизма:
определить положение всех звеньев и точек механизма в зависимости от положения
ведущего звена; определить траектории, скорости и ускорения всех точек
механизма; определить угловые скорости и ускорения звеньев.
Силовое исследование механизма: определение
моментов и сил инерции звеньев механизма; определение реакций в кинематических
парах структурных звеньев: определение уравновешивающей силы и момента для
работы механизма.
Исходные данные
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мм
|
Град.
|
Об./мин.
|
|
25
|
180
|
|
|
|
80
|
|
|
30
|
220
|
|
|
|
P1
|
P2
|
G1
|
G2
|
G3
|
G4
|
|
J2
|
J3
|
J4
|
|
н
|
кг*м2
|
|
300
|
|
|
3
|
|
|
|
0,002
|
|
|
Направление вращения кривошипа против часовой
стрелки.
Структурный анализ механизма
-Кривошип; 2-Шатун; 3-Ползун; 4-Стойка.
По структурной формуле Чебышева определяем
степень подвижности плоского механизма:
Wп=3n-(2P1+1P2)
=3*3-(2*4)
= 1
Кривошипно-ползунный механизм II
класса, со степенью подвижности= 1.
Кинематический анализ механизма
инерция
кинематический механизм звено
-Масштабный коэффициент длин.
Находим скорость точки B:
Скорость точки С будет выражаться
через следующую формулу:
,
где 
скорость точки B, а 
скорость C
относительно точки B.
План скоростей
масштабный коэффициент плана
скоростей.
План ускорений
Масштабный коэффициент плана
ускорений.
Силовой расчет механизма
Сначала выполняем силовой расчет
групп ассура, звеньев 2,3. Определение момента и сил инерции.
Находим неизвестную силу 
,составляя уравнение суммы моментов
сил, действующих на звено 2 относительно точки С:
∑Mс=0 (сумма
моментов относительно точки С равна нулю)
Отсюда находим
=
Чтобы найти силы 
нужно использовать графический метод
решения задачи. Зная, что
строим диаграмму сил.
Масштабный коэффициент сил
Определяем силы:
Замечание: На следующем рисунке
показано начало диаграммы сил, находящееся в точке А, полюс 
, силы 
.
Силовой расчет групп звеньев 1-2:
Составим уравнение моментов
относительно точки А, 
=>
, т.е. 
Вывод
В результате выполнения контрольного
задания был проведён структурный анализ механизма, найдена степень свободы
механизма (Wп=1), и
определён класс механизма (Кривошипно-ползунный механизм II класса).
Также было произведено кинематическое и силовое исследование механизма: найдены
скорости и ускорения всех точек механизма, положение всех звеньев и точек
механизма, угловые скорости и ускорения звеньев, определены моменты и силы
инерции звеньев, реакции в кинематических парах, уравновешивающая сила и момент
для работы механизма.