Структурный анализ рычажного механизма (стр. 1 из 9)
Федеральное агенство по образованию
ГОУ ВПО
«Уральский государственный технологический университет – УПИ»
Нижнетагильский технологический институт (филиал) УГТУ-УПИ
пояснительная записка
ПЗ.1501.00.00.03(2)
к курсовому проекту по теории механизмов и механике машин
Нижний Тагил
2008
СОДЕРЖАНИЕ
1. Структурный анализ рычажного механизма
1.1. Схема рычажного механизма.
1.2. Классификация кинематических пар
1.3. Определение степени подвижности механизма
1.4. Определение класса и порядка механизма по Ассуру
2.1. Определение геометрических размеров механизма.
2.2. Построение плана положений механизма.
2.5. Построение графиков аналога скорости и ускорения механизма.
3. Силовой расчёт рычажного механизма
3.1. Определение силы полезного сопротивления
3.2. Определение сил тяжести звеньев.
3.3. Определение сил инерции и моментов сил инерции звеньев.
3.6. Расчёт группы начального звена.
4. Проектирование эвольвентных профилей зубчатых колес
5. Синтез кулачкового механизма.
Список использованных источников
1.Структурный анализ рычажного механизма
1.1. Схема рычажного механизма.
 |
Схема рычажного механизма (механизма поперечно-строгального станка) приведена на рис. 1.
Механизм состоит из шести звеньев:
0-стойка, неподвижное звено;
1-кривошип, подвижное звено, совершает вращательное движение;
2-ползун кулисы, совершает поступательное движение;
3-кулиса, совершает вращательное движение;
4-ползун, совершает поступательное движение;
5-ползун, совершает поступательное движение.
1.2. Классификация кинематических пар
Кинематической парой называется подвижное соединение двух звеньев, ограничивающее их относительное движение.
Кинематические пары механизма компрессора показаны на рис. 2.
Таблица 1. Классификация кинематических пар
| № кинематической пары | № звеньев | Вид кинематической пары | Класс кинематической пары |
| 1 | 0-1 | вращательная | 5 |
| 2 | 1-2 | вращательная | 5 |
| 3 | 2-3 | поступательная | 5 |
| 4 | 0-3 | вращательная | 5 |
| 5 | 3-4 | вращательная | 5 |
| 6 | 4-5 | поступательная | 5 |
| 7 | 5-0 | поступательная | 5 |
По характеру соприкосновения элементов звеньев кинематические пары являются низшими.
По характеру относительного движения звеньев кинематические пары являются плоскими.
По числу условий связи, наложенных на относительное движение звеньев, кинематические пары являются парами5-го класса.
По характеру замыкания элементов звеньев кинематические пары являются парами с геометрическим замыканием.
1.3. Определение степени подвижности механизма.
Степень подвижности плоского механизма определяется по формуле П.Л.Чебышева
, (1)
где
- число звеньев механизма, = 6; 
; 
- число кинематических пар пятого и четвёртого классов, =7, =0.Подставляя значения параметров в формулу Чебышева, получим
.Число W показывает, скольким звеньям необходимо задать закон движения для получения определенности движения всего механизма. Звено, закон движения которого задан, называется начальным звеном.
В рассматриваемом механизме начальным звеном является кривошип ОА.
1.4. Определение класса и порядка механизма по Ассуру.
Так как степень подвижности механизма равна единице, то группа начального звена состоит из одного подвижного звена 1 и стойки. Такая группа по классификации Ассура относится к 1-му классу, 1-му порядку.
С группой начального звена соединена группа Ассура 2-3, состоящая из ползуна 2, кулисы 3. Эта группа относится к 2-му классу, 3-му порядку.
С группой Ассура 2-3 соединена группа Ассура 3-4, состоящая из кулисы 3, и ползуна, которая также относится к 2-му классу, 2-му порядку.
С группой Ассура 3-4 соединена группа Ассура 4-5, состоящая из стойки и ползуна 5, которая относится к 2-му классу, 2-му порядку.
Класс и порядок механизма определяется классом и порядком наиболее сложной группы, входящей в его состав. Следовательно, данный механизм 2-го класса, 2-го порядка.
Вывод. Механизм может существовать и для его работы необходимо и достаточно иметь один двигатель.
2.Синтез механизма
2.1. Определение геометрических размеров звеньев механизма.
| Наименование параметра | Обозначение | Размерность | Значение |
| Максимальная длина хода ползуна | Н | м | 0,45 |
| Длина перебега резца в долях от хода Н | lп | м | 0,06 |
| Число оборотов кривошипа | n1 | об/мин | 94 |
| Коэффициент изменения средней скорости ползуна | Kv | ---- | 1,5 |
| Число оборотов электродвигателя | nд | об/мин | 1420 |
| Межосевое расстояние между опорами кривошипа и кулисы | lOC | м | 0,38 |
| Сила резания | Pрез | Н | 1800 |
| Сила трения между ползуном и направляющими | Fтр | Н | 180 |
| Вес ползуна | G5 | Н | 720 |
| Вес кулисы | G3 | Н | 200 |
| Момент инерции кулисы относительно оси, проходящей через её центр тяжести | I3S | кг·м2 | 1,1 |
| Отношение расстояния от точки С до центра тяжести кулисы к длине кулисы |  | ---- | 0,5 |
| Координата центра тяжести ползуна | lS5 | м | 0,152 |
| Вылет резца | lр | м | 0,08 |
| Коэффициент неравномерности вращения кривошипа | δ | ---- | 1/20 |
| Маховой момент ротора электродвигателя | mDд2 | кг·м2 | 0,42 |
| Маховой момент зубчатых механизмов, приведенный к валу электродвигателя | mD2 | кг·м2 | 0,65 |
| Максимальный подъем толкателя | h | м | 0,039 |
| Длина толкателя | lBN | м | 0,12 |
| Максимально допустимый угол давления на толкателе | θ | рад | 0,58 |
| Соотношения между величинами ускорений толкателя | a1/a2 | ---- | 3 |
| Модуль зубчатых колес Z4, Z5 | m | мм | 3,5 |
| Число зубьев колеса 4 | z4 | ---- | 12 |
| Число зубьев колеса 5 | z5 | ---- | 23 |
Угол перекрытия по формуле [2.17(1)]:
где
-коэффициент изменения средней скорости ползуна. 
Угол качания кулисы [стр. 64(1)]:
Длина кулисы [стр. 64(1)]:
где H=0.45 м-ход ползуна.
Высота сигмента [стр. 64(1)]:
Расстояние между опорой кривошипа и осью ползуна 5 [стр. 64(1)]:
где
–межосевое расстояние между опорами кривошипа и кулисы. 
Длина кривошипа [стр. 64(1)]:
2.2. Построение плана положений механизма.
Масштабный коэффициент длин – это отношение истинной длины кривошипа l1 к длине отрезка в мм, изображающего его на чертеже. Приняв графическое значение длины кривошипа lOA = 53.01 мм, найдем значение Kl: