Эвольвентная передача Цилиндрические косозубые передачи Составление кинематических схем и структурный анализ механизмов http://pulsar.guru/ цифровой прицел ночного видения digisight n770a.

Теория машин и механизмов задачи и лабораторные

Учет трения в механизмах машин. Взаимодействие элементов кинематических пар при относительном движении. Природа и законы трения скольжения. Жидкостное трение, полужидкостное трение, трение на горизонтальной и наклонной плоскостях; трение в винтах, трение в кинематической паре шип-подшипник; трение в кинематической паре пята-подпятник; трение гибких звеньев. Учет трения в кинематических парах при силовом расчете механизмов. Угол трения и круг трения в кинематических парах. Самоторможение в механизмах. КПД механизма и системы механизмов при их параллельном, последовательном и смешанном соединении. КПД основных видов механизмов

Составление кинематических схем и структурный анализ механизмов

Цель работы- закрепление материала по методам структурного анализа и приобретение навыков в составлении кинематических схем механизмов.

Основные понятия

Для кинематического и динамического исследования механизма пользуются его кинематической схемой, под которой понимают такое изображение всего механизма в целом и отдельных его частей, которое отчетливо показывает, из каких звеньев и кинематических пар состоит данный механизм.

Правильно составленная кинематическая схема должна удовлетворять следующим условиям:

1.На кинематической схеме должно быть указано все, что необходимо для кинематического исследования механизма. Все лишнее, не имеющее отношение к геометрии движения механизма, на кинематической схеме не указывается.

2.Кинематическая схема должна быть построена в определенном масштабе, с точным соблюдением относительного расположения звеньев и пар, с указанием величины масштаба, размеров звеньев и расстояний между неподвижными точками и линиями.

Основные элементы механизма - звенья и кинематические пары. Взаимное пересечение поверхностей В пересечении поверхностей получаются плоские или пространственные линии, которые рассматриваются как множество точек, принадлежащих одновременно обеим поверхностям. Обычно линию пересечения двух поверхностей строят по ее отдельным точкам.

Звено- одно или несколько жестко соединенных твердых тел.

Различают несколько видов звеньев (стойка, кривошип, коромысло, шатун, ползун, кулиса, кулачок, зубчатое колесо и т.д.).

Различают входные и выходные звенья (ведущее и ведомое), между которыми расположены промежуточные.

Кинематическая пара- соединение двух соприкасающихся звеньев, допускающее их относительное движение.

Различают кинематические пары высшие и низшие.

Низшая кинематическая пара- звенья соприкасаются по поверхностям (например, цилиндрический и шаровой шарниры).

Высшая кинематическая пара - звенья соприкасаются по линии или в точке (например, касание цилиндрических валиков, касание зубьев в зубчатом зацеплении).

Низшие пары изнашиваются меньше, чем высшие, так как у них больше площадь соприкосновения, то есть меньше удельное давление.

На рис.1а приведен общий вид двухцилиндрового компрессора, а на рис.1б показана его кинематическая схема.

При составлении кинематических схем пользуются условными обозначениями кинематических пар и звеньев, производят замену высших пар низшими (одна высшая пара заменяется двумя низшими)- в результате получаем заменяющий механизм.

Некоторые условные обозначения звеньев и кинематических пар сведены в таблицы 1 и 2.

а)  б)

Рис.1.

Кинематическая схема механизма компрессора включает восемь звеньев и десять низших кинематических пар, из которых восемь вращательных и две- поступательные. Схема снабжена всеми необходимыми размерами, вычерчена в масштабе и может служить для исследования движения отдельных точек механизма.

Каждой кинематической паре соответствует свой класс (всего пять классов). Для определения класса кинематической пары нужно знать ее условия связи.

Свободно движущееся в пространстве тело имеет шесть степеней свободы. Если же такое тело связано с другими посредством кинематической пары, то на его движение накладываются ограничения.

Если U-число связей, то W=6-U- число степеней свободы.

U=0 W=6 – свободно движущееся тело

U=6 W=0 – абсолютно жесткое тело.

Класс кинематической паре присваивается в зависимости от числа связей U (табл.2). Для подсчета степени подвижности плоских механизмов пользуются формулой Чебышева:

n- число подвижных звеньев, p5- число пар пятого класса, p4- число пар четвертого класса.

Рекомендуется обозначать шарниры большими латинскими буквами (А,В,С,D,F и т.д.), а звенья нумеровать арабскими цифрами, считая стойку нулевым звеном (0,1,2,3 и т.д.).

Для составления формулы строения механизма нужно механизм разложить на структурные группы.

Структурная группа- это кинематическая цепь, число степеней свободы которой равно нулю, группа не должна распадаться на более простые кинематические цепи, удовлетворяющие этому условию.

Правило структурной группы:W=0

Тогда из формулы Чебышева следует:

Заменяем пары высшего класса р4 на пары низшего класса р5, тогда

 откуда

Таким образом, исходя из правила (определения структурной группы) число пар пятого класса в структурной группе должно быть кратно трем, а число подвижных звеньев должно быть четным.

Структурная группа I класса- это ведущее звено со стойкой, соединенные парой пятого класса (W=1) (рис.2).

Структурная группа II класса состоит из двух звеньев и трех кинематических пятого класса ( вращательные или поступательные).

Начиная с III класса, номер группе присваивается в зависимости от числа внутренних кинематических пар (внешние кинематические пары служат для соединения с другими группами).

Рис.2


Порядок выполнения работы.

1. Имея перед собой механизм, необходимо разобраться в характере относительного движения отдельных звеньев, для чего надо привести механизм в движение и наблюдать за перемещением отдельных звеньев.

2.Разобравшись в относительном движении звеньев, следует составить структурную схему механизма и произвести подсчет звеньев и кинематических пар.

3.Выписать: n- число подвижных звеньев, p5- число пар пятого класса, p4- число пар четвертого класса. Кинематические пары обозначать цифрами, соответственно нумерации звеньев, входящих в данную кинематическую пару (0-1, 2-3,1-3 и т.д.)

4. Подсчитать степень подвижности механизма по формуле Чебышева:

5. Механизм разложить на структурные группы.

6.Постоить кинематическую схему механизма в масштабе, предварительно определив размеры звеньев механизма и расстояния между неподвижными точками и линиями.

Форма отчета

Название лабораторной работы.

Цель лабораторной работы.

Краткие теоретические сведения.

Экспериментальная часть.

Расчеты.

Кинематическая схема механизма в масштабе.

Разложение механизма на структурные группы (вычертить группы).

Сводная таблица отчета:

Таблица кинематических пар

Обозначение кинем. пары

Наименование кинем. пары

(вращательная, поступательная, высшая, низшая)

Звенья, составляющие кинем. пару.

Класс кинем. пары

Действительный механизм

Заменяющий механизм

Число подвижных звеньев n

Число низших кинематических пар

Число высших кинематических пар

Степень подвижности механизма W

Класс механизма

Выводы.



Таблица 1

Основные виды кинематических пар.


Таблица 1 (продолжение)

Таблица 2


Основные типы звеньев механизмов

Таблица 2(продолжение)

Кинематический анализ кривошипно-ползунного механизма Цель работы - кинематическое исследование кривошипно-ползунного механизма, включающее определение величины перемещения, скорости и ускорения ползуна  в зависимости от угла поворота кривошипа. Кривошипно-ползунный (кривошипно-шатунный) механизм- четырехзвенник с тремя вращательными и одной поступательной кинематическими парами. Он предназначен для преобразования вращательного движения кривошипа 1 в поступательное движение ползуна 3

Кинематический анализ кулачковых механизмов Цель работы - кинематическое исследование кулачкового механизма, включающее в себя определение закона движения толкателя, который выражается графиками перемещения, скорости и ускорения толкателя в зависимости от угла или времени t поворота кулачка.

Кинематический анализ универсального шарнира Гука Цель работы- исследование кинематики универсального шарнира Гука, определение зависимости между углами поворота ведомого и ведущего валов. Универсальный шарнир представляет собой сферический четырехзвенник, т.е. механизм, состоящий из четырех звеньев, соединенных вращательными парами, оси которых проходят через одну общую точку.

Сопротивление материалов Задача  Геометрические характеристики симметричной плоской фигуры (поперечного сечения балки)

Внутренние усилия и перемещения при продольной деформации

Определить реакции опор и построить эпюры поперечных сил и изгибающих моментов . Подобрать из условия прочности прямоугольное сечение при установленном соотношении сторон и построить эпюры изменения по высоте сечения нормальных и касательных напряжений. Определить по уравнению изогнутой оси вертикальные перемещения и построить эпюру их изменения по длине балки.

Внутренние усилия и перемещения в статически определимой плоской раме

Синтез эвольвентного зацепления. Геометрические элементы зубчатых колес; основная теорема зацепления; эвольвента и ее свойства; эвольвентное зацепление. Синтез эвольвентного зацепления: линия зацепления, угол зацепления, полюс зацепления; реечное зацепление; исходный производящий контур эвольвентного реечного инструмента; способы изготовления зубчатых колес; подрезание и заострение зуба. Качественные показатели зацепления; коэффициент перекрытия; коэффициент скольжения профилей; коэффициент удельного давления; выбор коэффициентов смещения для передач внешнего зацепления с применением блокирующих контуров.
Теория машин и механизмов