Рычажный и кулачковый механизм

       ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

       НОВГОРОДСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ

       ИМЕНИ ЯРОСЛАВА МУДРОГО

____________________________________________________________________________________________

Кафедра «Механика и конструирование  машин. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Курсовая работа

по дисциплине: «Теория механизмов и машин»

на  тему: «Рычажный механизм. Кулачковый механизм» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил: студент гр. 8062зу

                                                                                   

                                                                                   _______________  

                                                                                                                                                                                                             

 «   »_______________2010 г. 

                                                                                                    Проверил: _______________ 
 

                                                                                                       «   »_______________2010 г. 
 
 
 
 
 
 
 
 

Великий Новгород

2010 г.

                                                   Содержание. 
 
 
 
 
 
 
 

1. Структурный анализ рычажного механизма…………………………………………………3
2. Кинематический анализ рычажного механизма……………………………………………..4
3. Силовой анализ рычажного механизма………………………………………………………5

            Кулачковый механизм……………………………………………………………………………9

            Приложения……………………………………………………………………………………….11

  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                            1 
 

  

1.Структурный  анализ рычажного  механизма 
 
 
 

1.Кривошип О1А

2.Шатун А В

3.Ползун В

N =3- число подвижных звеньев

P5= 4- число кинетических пар 5 го класса

Определим степень  свободы всего механизма по формуле  Чебишева ( для плоских механизмов):

W = 3n – 2p5 – p4 = 3 * 3 – 2 * 4 – 1 * 0 =1

Следовательно, ( т.к. W =1 ) механизм приводится в движение с одного ведущего звена и его можно разбить на структурные группы Асура – 1 диада и механизм 1 го класса. 
 
 
 
 
 
 

      Механизм 1 го класса                                                                         Диада 2,3 

                           

                

                          О1         3 
 

                                                                                                                           В 

                     1   2

                 

        А

        А 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                       2                                                          

1. Кинематический и динамический анализ рычажного механизма.

 
 

1. Построение  планов положений механизма.

1.1.1 Определяем масштабный коэффициент длинны.

               КL = LОА / ОА = 0,105/35 = 0,003 м/мм

               L_ОА = Н/2 = 210/2 = 105м L_АВ = L_ОА / 0,25 = 0,42 м

               Масштабная длинна шатуна

               АВ = L_АВ / K_L = 0,4²/0,003 = 140мм.

               За нулевое положение принимаем  положение когда ползун В будет  находиться в верхней                   мёртвой точке

              Делим окружность ОА на шесть  частей и строим шесть положений  механизма. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                    
 
 
 

                                                                         3

                              

2. Построение планов скоростей

Определяем угловую  скорость вращения кривошипа.

ω₁ = Пn₁/ 30 = 3,14* 90/ 30 = 9,42 с ^-1

Скорость точки  А

Vа =ω1 * L_ОА= 9,42 * 0,105 = м/c

Масштабный коэффициент  плана скоростей.

Кv = V_A/ р_а = 1/50 = 0,02 м/с/мм

Для определения скорости точки В используем систему уравнений.

           V_B = V_A + V_BA/ ┴BA 

      . 

                       V_B = V_BO + V_BBC 
 

             Скорость точки S₂ определяем из условия подобия.

             Действительные скорости точек определяем из выражения.

             V_В = рв * Кv

             VS₂ = pS₂ * Kv

             ω₂ = V_AB / L_AB = ав * К_v / L_АВ

              Полученные значения заносим  в таблицу.

          

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                  4

3. Построение планов ускорений

План ускорений  строим для заданного положения.

Определяем ускорение  точки а

а_А = ω₁² * L_ОА = 9,42² * 0,105 = 9,3 м/с²

Масштабный коэффициент  плана ускорений.

    Ка = а_н/ Па = 9,3/ 60 = 0?155 м:с² / мм

Для определения  ускорения точки В используем систему уравнений.

       а_В = а_А + а_ВА / װ ВА + а_ВА / ┴ ВА 

      а_В. = а_ВС + а_ВС

                 

 Нормальное ускорение а_ВС= ω²₂ * L_ав

 Для ( 0 ) положения

  аⁿ_ВА = ω²₂ * L_АВ = 2,38² * 0,42 = 2,38 м/с²

 Для ( 2 ) и ( 4 ) аⁿ_ВА = 1,19² * 0,42 = 0,59 м/ с²

 Её масштабное  значение

( 0 ) аn₂ = а_ВА/ К_А = 2,38/ 0,155 = 15 мм

  ( 2 ) и ( 4 ) аn₂ = 0,59 / 0,155 = 4мм

     Ускорение точки S₂ определяем из условия подобия

     Абсолютные  ускорения точек для ( 4 ) положения

     а_В = а_sв = ПВ * К_а = 37 * 0,155 = 5,74 м/c²

     аs₂ = ПS₂ * К_а = 48 * 0,155 = 7,44 м/ c₂

     Е₂ = а_ВА/ L_АВ = (n₂в) * К_а / L_АВ = 52 * 0,155/ 0,42 = 19,2 С^-2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                                                  5

1.4Определение сил,  действующих на звенья

  Силы тяжести;

G1 = m1 * g = 14 * 10 = 140 H

G2 = m2 * g = 24 * !0 = 240 H

G3 = m3 * g = 55 * 10 = 550 H

Силы инерции

Ф2 = m2 * as2 = 24 * 7,44 = 179 Н

Ф3 = m3 * as3 = 55 * 5,74 = 316 Н

Моменты сил инерции

М^ф2 = Js2 * E2 = 0,72 * 19,2 = 13,8 Н * м

Js2 = 0,17 m2 * L²_АВ   = 0,17 * 24 * 0,24² = 0,72 кг * м²

Fc = Р4 * ПД²_N    = 6 * 10⁵ * 3,14 * 0,18² = 15260 Н