Анализ плоского рычажного механизма

Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствии стихийных бедствий

ФГБОУ ВО ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России

Кафедра механики, ремонта и деталей машин

Курсовая работа

по дисциплине: « Прикладная механика»

Тема: «Анализ плоского рычажного механизма»

Выполнил:

курсант 21 курса

214 учебной группы

Сучков А.Е.

Руководитель: Преподаватель кафедры

механики, ремонта и деталей машин,к.т.н., майор вн. сл. А.В.Топоров

Дата защиты: _________

Оценка:______________

Иваново 2015

Содержание

Введение........................................................................
......................................3-6

Теоретическое задание…….......................................................................
...........6

1.Структурный анализ механизма…  ..…………………..............................7-8

2.Построение механизма в трёх положениях……………................................8

3. Определение скоростей точек механизма методом «Планов»….........9-12

4. Определение угловых скоростей звеньев механизма………..............12-13

5. Определение ускорений точек механизма……….…………...............14-17

6. Определение угловых ускорений звеньев механизма………….........17-18

Заключение по курсовой работе……………………………………………..19

Список использованной литературы……...………………….......................20

Введение

Актуальность  обеспечения  пожаробезопасности  диктовалась  все  возрастающим количеством пожаров на кораблях ВМФ. Так, с 1952 г. по 1989 г. имело место 94 случая пожаров и возгораний на дизельных и около 175 случаев на АПЛ. На НК в этот период произошло около 480 пожаров. Оснащение кораблей ракетным оружием и появление атомной энергетики резко увеличивали степень их пожароопасности.

Серьезное  внимание  обращено  на  обеспечение  взрыво-пожароопасности ракетных  погребов  кораблей.  С  этой  целью,  например,  на  ракетном  корабле проекта 56М предусматривалось оборудование погреба ингибиторной системой и системой автоматического орошения. Для снятия избыточного давления при аварии  корпусные  конструкции  хранилищ  оснащались  "слабыми  звеньями"  в виде выхлопных крышек. Комплекс перечисленных систем срабатывал автоматически при повышениях температуры и давления в ракетном погребе, возникающих вследствие аварийного и боевого повреждения ракет.

Современные разработки в области пожаротушения на кораблях ВМФ «Saffir» – это корабельный автономный робот предназначенный для пожа-ротушения.     Это     робот-гуманоид  будет передвигаться через тесные проходы судов Военно-Морского Флота, взаимодействовать с моряками на борту и самое главное бороться с огнём. Этот робот снабжён весьма интересными функциями, например возможностью бросать  гранаты  с  огнегасящим  составом  —  мы  говорим  о  «самоходной  технике пожаротушения».

Механизм — это совокупность тел  — деталей машин, ограничивающих свободу движения друг друга взаимным сопротивлением. Механизмы служат для передачи и преобразования механического движения

Механизмы встречаются во всех видах техники, в пожарной том числе.

Например: инструмент для перемещения материалов или изделий, как разжимы, расширители, домкраты и др. Инструменты этого типа называют нецентрально-осевыми, так как опоры гарниров, вокруг которых поворачиваются челюсти, закрепленные на двух кронштейнах. Так, цилиндр двухштоковой представляет собой два гидравлические цилиндра между поршневыми полостями, в которых смонтирован блок управления, состоящий из гидрозамка и гидрораспределителя. Оба типа гидроцилиндров снабжаются комплектом приспособлений для стягивания элементов конструкций. В комплект входят захваты, крюки и цепи.

Ручные насосы предназначены для подачи рабочей жидкости в гидравлические системы АСИ и др. малогабаритные механизмы с высокими характеристиками. Ручные насосы используются где применение насосных станций нерентабельно или работа с ними опасна по технике безопасности. Они обычно двухступенчатые и развивают давление 80 МПа. в зависимости от параметра давления их масса находится в предельной 4.5…..16кг а объем бака от 0.7до2.5литров.

Рычажный механизм, механизм, состоящий из звеньев, соединённых между собой в низшие кинематические пары.

Кривошип — звено кривошипного механизма, совершающее цикловое вращательное движение на полный оборот вокруг неподвижной оси.

Используется для преобразования кругового движения в возвратно-поступательное и наоборот. Как правило, выступает в роли ведущего звена рычажных и зубчато-рычажных механизмов.

Коромысло – звено, которое совершает неполный оборот вокруг своей оси.

Шатун – звено плоского механизма,связанное с другими подвижными звеньями посредством вращательных кинематических пар и совершающее сложное плоское движение.

Звеномназывают одну или несколько деталей, образующих жесткую единую неизменяемую конструкцию в механизме. В звене, независимо от его формы, имеет место определённый закон распределения скоростей и ускорений в абсолютно твёрдом теле.

Звенья бывают подвижные и неподвижные.

Соединение двух звеньев, допускающее их относительно упругое движение, называют кинематической парой.

Кинематические пары классифицируются по следующим трём признакам:

по количеству отнимаемых у звеньев движений;

по виду контактирующих поверхностей;

по способу образования или замыкания.

Звенья, соединённые кинематическими парами, образуют кинематические цепи. Кинематические цепи являются замкнутыми, если все звенья входят в состав не менее двух кинематических пар. Кинематические цепи являются незамкнутыми, если хотя бы одно из звеньев входит в состав только одной пары.

Кинематические цепи являются простыми, если все звенья входят в состав не более двух кинематических пар, и сложными, если хотя бы одно из звеньев входит в состав трёх и более кинематических пар

Теоретическое задание.

Вариант 93

Исходные данные:

AB=1000;

BC=1750;

FC=600;

DC=1400;

EB=600;

N=120 об/мин.

Угол наклона звена АВ:

1.     30º,

2.     120º,

3.     210º.

Структурный анализ механизма.

1.1 Определение количества подвижных звеньев (n).

   1) Кривошип

   2) Шатун

   3) Коромысло

n=3

1.2 Определение количества кинематических пар.

№ п/п	Рисунок кинематических пар	Класс кинематических пар	Вид кинематических пар
1		5	В
2		5	В
3		5	В
4		5	В

W=3∙n-2∙p=3∙3-2∙4=1

Вывод: W=1, следовательно, механизм подвижный.

Построение механизма в трех положениях

2.1Опредение масштаба построения механизма.

=50/1000=0.05мм/м

2.2 Определение значений длин звеньев в полученном масштабе.

 ;

;

;

;

;

.

2.3 Построение механизма в первом положение угол 30°.

2.4 Построение механизма во втором положение угол 120°.

2.5 Построение механизма в третьем положение угол  210°.

Определение скоростей точек механизма методом «Планов»

Теорема о сложении скоростей при плоскопараллельном движение:

  Чтобы определить скорость одной точки на звене, совершающем плоскопараллельное движение, надо векторно сложить скорость другой точки на этом же звене и скорость вращательного движения  (поворота)  первой точки вокруг второй.

Частота вращение входного звенья : n=120 об/мин.

Определение скоростей точек механизма в первом положение угол 30°.

Определение скорости точки А.

 .

Определение скорости точки В.

 Определение скорости точки D.

  .

 Определение масштаба построения «Планка» скоростей.

;

.

 Определение скорости точки С.

EB/eb=BC/bc:

eb=bc·EB/BC=60·600/1750=20мм;

eb=cf=20мм;

.

Определение скорости точки Е.

EB/eb=BC/bc:

eb=bc·EB/BC=60·600/1750=20мм;

eb=cf=20мм;

.

3.1.7 Определение скорости точки F.

EB/eb=BC/bc:

eb=bc·EB/BC=60·600/1750=20мм;

eb=cf=20мм;

.

Определение скоростей точек механизма во втором положение

угол 120°.

 Определение скорости точки А.

.

 Определение скорости точки В.

 Определение скорости точки D.

  .

 Определение масштаба построения «Планка» скоростей.

;

.

Определение скорости точки С.

EB/eb=BC/bc:

eb=bc·EB/BC=60·600/1750=20мм;

eb=cf=20мм;

.

Определение скорости точки Е.

EB/eb=BC/bc:

eb=bc·EB/BC=60·600/1750=20мм;

eb=cf=20мм;

.

Определение скорости точки F.

EB/eb=BC/bc:

eb=bc·EB/BC=60·600/1750=20мм;

eb=cf=20мм;

.

Определение скоростей точек механизма в третьем положение

угол 210°.

Определение скорости точки А.

.

Определение скорости точки В.

Определение скорости точки D.

  .

Определение масштаба построения «Планка» скоростей.

;

.

Определение скорости точки С.

EB/eb=BC/bc:

eb=bc·EB/BC=60·600/1750=20мм;

eb=cf=20мм;

.

Определение скорости точки Е.

EB/eb=BC/bc:

eb=bc·EB/BC=60·600/1750=20мм;

eb=cf=20мм;

.

Определение скорости точки F.

EB/eb=BC/bc:

eb=bc·EB/BC=60·600/1750=20мм;

eb=cf=20мм;

.

Определение угловых скоростей звеньев механизма.

Определение угловых скоростей звеньев для первого положения угол 30°.

;

;

 ;

;

.

Определение угловых скоростей звеньев для второго положения

угол  120°.

;

;

 ;

;

.

Определение угловых скоростей звеньев для третьего положения

угол  210°.

;

;

 ;

;

.

Определение ускорений точек механизма.

Определение ускорений точек механизма в первом положении угол 30°.

Определение ускорения точки А.

.

Определение ускорения точки В.

.

Определение ускорения точки D.

.

Определение масштаба построения ускорений.

;

.

Определение ускорения точки С.

;

;                     

.

Определение ускорения точки Е.

;

;

.

Определение ускорения точки F.

;

;

.

Определение ускорения точек механизма во втором положение угол 120°.

Определение ускорения точки А.

.

Определение ускорения точки В.

.

Определение ускорения точки D.

.

Определение масштаба построения ускорений.

;

.

Определение ускорения точки С.

;

;

.

Определение ускорения точки Е.

;

;

.

Определение ускорения точки F.

;

;

.

Определение ускорения точки механизма в третьем положение угол 210°.

Определение ускорения точки А.

.

Определение ускорения точки В.

.

Определение ускорения точки D.

.

 Определение масштаба построения ускорений.

;

.

Определение ускорения точки С.

;

;

.

Определение ускорения точки Е.

;

;

.

Определение ускорения точки F.

;

;

.

Определение угловых ускорений звеньев механизма.

Определение угловых ускорений звеньев в первом положение угол 30°.

;

;

;

;

.

Определение угловых ускорений звеньев во втором положение угол 120°.

;

;

;

;

.

Определение угловых ускорений звеньев в третьем положение угол  210°.

;

;

;

;

.

Заключение по курсовой работе.

Эффективность применения того или другого механизма для выполнения технологического процесса оценивается его производительностью. Поэтому производительность является одним из основных параметров, задаваемых на проектируемые механизм. Производительность механизма зависит от скорости движения исполнительного звена. Скорость движения исполнительного звена является не прерывной функцией от угловой скорости входного звена (кривошипного вала) механизма. Следовательно, по известной производительности механизма всегда можно определить угловую скорость кривошипного вала. При заданной производительности механизма угловая скорость кривошипного вала является величиной постоянной и называется номинальной.

В ходе курсовой работы представлен структурный анализ и кинематический анализ механизма. Кроме того, был выполнено построение механизма в масштабе в трех положениях.

Также определены и рассчитаны:

1.     Скорости точек механизма методом «Планов» для трех положений;

2.     Угловые скорости звеньев механизма для трех положений;

3.     Ускорения точек механизма методом «Планов» для трех положений;

4.     Угловые ускорения звеньев механизма для трех положений.

Цели и задания, поставленные в курсовой работе, выполнены в полном

объеме.

Список использованной литературы

1.     Тарг С.М.. Краткий курс теоретической механики. – М.: Высшая школа, 2001.

2.     Артболевский И.И.. Теория механизмов и машин. – М.: Наука, 1988.

3.     Феодосьев В.И.. Сопротивление материалов. – М.: Издательство МГТУ им. Баумана, 2001.

4.     Левитский Н.И.. Теория механизмов и машин. – М.: Высшая школа, 1989.

5.     Маркузон И.А.. Методические указания к выполнению расчетно-графических работ по курсу «Прикладная механика». – М.: Высшая инженерно-техническая школа МВД РФ, 1994.

6.     Топоров А.В., Топорова Е.А., Ульев Д.А.. Кинематический анализ рычажного механизма. Учебно-методическое пособие для курсантов, студентов и слушателей очной и заочной форм обучения. – Иваново: ООНИ ИвИ ГПС МЧС России, 2011.

7.     Тимофеев, Г.А. Теория механизмов и машин : курс лекций / Г.А. Тимофеев. – М.: ИД Юрайт, 2010. – 351 с.

8.     Тимофеев Г.А. Теория механизмов и машин.- М.:ЮАРТ, 2011.