Вариант11(А) (анализ)

Посмотреть архив целиком

МГТУ им. Н.Э. Баумана







Расчетно-пояснительная записка.

Кинематический и структурный анализ механизма


Вариант № 11



Выполнил: Марченко С.В.

Группа: СМ12-41

Проверил: Фурсяк Ф.И.




2007 год

1. Исходные данные:

1 = 60 ;

lAB=0.1 м, lCD=0.65 м, lCS3 = 0.3 м;

xC=0 м, yC=-0.5 м, yE=0.2 ;

1 = 16 рад/с; 1= 7 рад/с2 ;

Определить: W пл, W пр, q , vsi ,ai ,asi ,i,i

2. Структурный анализ шестизвенного кулисного механизма.


Проведем структурный анализ данного механизма.

Число звеньев механизма  k=6;

Число подвижных звеньев n=5;

Число кинематических пар pi=7 , из них для плоского механизма одноподвижных p1=7 (вращательных p=4, поступательных p1п=3 ).

Число подвижностей механизма на плоскости:

Wпл =3n­­­­­­­­­­­­­–2p1p2=1;

Число подвижностей механизма в пространстве:

p1=6;p2=1; p3=0; p4=0; p5=0;

Wпр=6n–5p1–4p2–3p3–2p4p5=-4;

Число избыточных связей

q= Wпл – Wпр=5;

Обозначение КП

A

B

Q

C

D

E

K

Звенья, образующие КП

0, 1

1, 2

2, 3

3, 0

3, 4

4, 5

5, 0

Относительное движение

вращ.

вращ.

пост.

вращ.

вращ.

пост.

пост.

Класс КП

5

5

4

5

5

5

5


Механизм состоит из двух структурных двухповодковых групп (группы, образованные звеньями 2-3 и 4-5) и первичного механизма (включающего звенья 1-0). Если рассмотреть полученные структурные группы как пространственные, то они не будут группами нулевой подвижности, так как имеют избыточные связи. Преобразовать их в группы с нулевой подвижностью можно уменьшая число связей в кинематических парах, так чтобы при этом не появлялись местные подвижности. Необходимо также учитывать, что при переходе от плоского представления механизма к пространственному, классы некоторых пар изменяются. Так в нашем механизме одноподвижная поступательная пара Q изменяется на двухподвижную цилиндрическую. Для устранения избыточных связей в группах подвижности КП можно изменить так:



где - двухподвижная цилиндрическая КП, 2сф - двухподвижная сферическая КП.

После таких изменений подвижностей в КП общая подвижность механизма

равна единице, а избыточные связи отсутствуют

Построение планов положений, скоростей и ускорений.

1. Построение плана скоростей. Линейную скорость точки B звена 1 определяем по формуле вращательного движения

,

На плане скорость vB1 изображается отрезком pvb. Зададимся величиной этого отрезка pvb= 96 мм ,и определим масштаб плана скоростей v = pvb/vB1 = 96/1.6 = 60 мм/м*с-1.

Для определения скорости точки B звена 3 составим векторное уравнение сложного движения

из графического решения этого уравнения находим значения скорости

vB3 = pv b3/ v = 86.91/60 = 1.4485 м/с,

vB3B1 = b3 b1/ v = 40.77/60 = 0.6795 м/с.

Скорость точки D и центра масс звена 3 определяем пропорциональным делением отрезков плана скоростей:

pvd=CD/CB* pvb3=95.97 мм,

pv s3/ pvb3=CS3/CB pv s3= CS3/CB * pvb3=44.28 мм,

vD = pvD/ v = 95.97/60 = 1.5995 м/с,

vS3 = pv s3/ v = 44.28/60 = 0.738 м/с.

Угловую скорость звена 3 находим по следующей формуле:

3 = vD / lCD = 1.5995/0.65 = 2.461 рад/с.

Для определения скорости точки Е звена 5 составим векторное уравнение сложного движения

из графического решения этого уравнения находим значения скорости

vE = pv e/ v = 95.62/60 = 1.5397 м/с,

vED = ed/ v = 8.15/60 = 0.1358 м/с.

2. Построение плана ускорений. Ускорение точки В звена 1 определяем по формулам вращательного движения

где anВ1 - нормальная составляющая ускорения,

atВ1 - тангенциальная составляющая,

anВ1 = 12 *l = (16)2 *0.1 = 25.6 м/с2.

atA = 1 *lAB = 7*0.1 = 0.7 м/с2.

м/с2.

Задаемся величиной отрезка pan'b1 = 128 мм, изображающего на плане ускорений нормальную составляющую, и определяем масштаб плана ускорений a = pan'b1/ anB1 = 128/25.6 = 5 мм/м*с-2.

Ускорение точки B звена 3 определяется совместным решением векторных уравнений сложного движения точки B3 относительно точки B1

где a k B3B1 - ускорение Кариолиса точки B3 в относительном движении относительно точки B1,

a k B3B1 = 2 * 3 *vB3B1 = 2* 2.461* 0.6795 =3.34 м/с2

и вращательного движения звена 3,





где a n B3 - нормальная составляющая ускорения,

a n B3 = 3 2*l= (2.461)2*0.589 = 3.57 м/с2,

где atB3 - тангенциальная составляющая.

Тангенциальные составляющие ускорений найдем из плана ускорений

atB3B1 = n'b3b'1/ a = 96.45/5 = 19.317 м/с2,

atB3 = pab'3/ a = 40.654/5 = 8.131 м/с2.

Ускорение точки D и центра масс звена 3 определим методом пропорционального деления отрезков плана ускорений:

pad/ pab3=CD/CB pad=CD/CB* pab3=0.650/0.589*44.637=49.26 мм,

pa s3/ pab3=CS3/CB pa s3= CS3/CB * pab3=0.3/0.589*44.693= 22.76 мм,

aD = pad/ a =49.322/5= 9.864 м/с,

aS3 = pa s3/ a = 22.76/5 = 4.552 м/с.

По величине тангенциальной составляющей a t В3 находим угловое ускорение звена 3

3 = a t B3 /l CB = 8.131 /0.589= 13.804 рад/с2 .

Ускорение точки E звена 5 определяется из решения векторного уравнения сложного движения точки Е относительно точки D

Из плана ускорений:

aE = pae' / a = 46.73/5 = 9.345м/с2 ,
a
tED = e'd' / a = 15.78/5 = 3.156 м/с2 .

3. Аналитический метод вычисления скоростей и ускорений.

Передаточные функции скоростей:

vqd = vd/1= 1.5995 /16 = 0.0999 м/с,

vqs3 = vs3/1= 0.738 /16 = 0.0461 м/с,

vE = pv e/ v = 95.62/60 = 1.5397 м/с,

vqe = ve/1= 1.5397 /16 = 0.0962 м/с,

u31=2/1=2.461/16=0.1538

Cпроектировав каждый из векторных контуров на координатные оси, найдем скорости и ускорения каждого звена и всех точек.

Получим результат:


Vb1

Vd

Ve

Vs3

Графич.

1.5995

1.5397

0.738

Аналитич.

1.5999

1.5940

0.738


ab1

ad

ae

as3

Графич.

9.864

9.345

4.552

Аналитич.

9.866

9.348

4.538

3 = vD / lCD = 1.5995/0.65 = 2.461 рад/с.

3 = a t B3 /l CB = 8.131 /0.589= 13.804













Случайные файлы

Файл
103884.rtf
1394.rtf
referat.doc
17433.rtf
135892.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.