Исследование судового механизма

Федеральное агентство морского и  речного флота 

Федеральное государственное образовательное  учреждение

высшего профессионального образования

«Морской  государственный университет имени  адмирала Г.И. Невельского» 

Морская аккадемия

Судомеханический  факультет 
 

Кафедра «ММ и САПР» 
 
 
 

Расчетно-графическая  работа

ПО  ДИСЦИПЛИНЕ «Механика. ТММ» 
 

Исследование  судового механизма

Горизонтальный  однопоршневый насос двойного действия

РГР.03.21.04.05.ПЗ 
 

Руководитель  работы

И.Б. Власов

“___”   ________ 2009г. 

Курсант группы 03.21

С.Г. Исаев

  “___”   ________ 2009г. 
 
 
 
 
 
 

Владивосток

2009 

 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

Федеральное агентство  морского и речного флота 

Федеральное государственное образовательное  учреждение

высшего профессионального образования

«Морской  государственный университет имени  адмирала Г.И. Невельского» 
 
 

Кафедра «ММ и САПР» 
 
 

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

на выполнение расчетно-графической работы по дисциплине

“Механика. ТММ”

Исследование  судового механизма

Горизонтальный  однопоршневый насос  двойного действия

РГР.03.21.04.05.ПЗ 
 

                   

 Исходные  данные:

 Длина кривошипа ……………………………………………………..... l_AB = 0,06 м

 Длины звеньев  и координаты центров масс звеньев …………………… l_ВС = 0,2 м

       …………....l_ВS2 = 0,07 м

 Частота вращения кривошипа …………………………………………...n_кр = 195 об/с

 Диаметр поршня............................………………………………………...D = 0,07 м

 Давление……………………………………………………………………....P_max = 1,470 МПа

 Коэффициент неравномерности хода……………………………………….? = 0,03

 Угол поворота кривошипа………………………………………………….. ?₁ =210?

 Средний (цикловой) момент на кривошипе..................................................Т_ср = 171,8 Н*м

 Массы:

 кривошипа (кг)     

 шатуна        (кг)     

 поршня       (кг)     

 Моменты инерции:

 кривошипа (кг м2) 

 шатуна        (кг м2)

 

1.  Структурный анализ механизма

 

    Присвоим  звеньям механизма номера в соответствии с последовательностью его образования:

    0 – неподвижное звено (стойка);

    1 – входное (ведущее) звено  АВ;

    2 – промежуточное звено BC;

    3 – выходное (ведомое) звено CD.

    Механизм  состоит из трех подвижных звеньев и неподвижного звена, соединенных тремя вращательными парами (шарнирами в точках А, В, С) и одной поступательной парой (ползун – направляющая x-x). По числу звеньев это трехзвенный механизм.

    Механизм  является плоским, оси шарниров параллельны, звенья совершают движение в плоскости, следовательно, и траектории всех точек  звеньев лежат в плоскостях, параллельных плоскости механизма.

    Виды  движения звеньев механизма и  траектории точек звеньев приведены  в табл. 1. 

                                       

Таблица 1

Виды  движения звеньев и траекторий точек  звеньев механизма 

 

Степень подвижности механизма определяется по формуле Чебышева:

    

, 
 

где  = 3 – число подвижных звеньев;

     = 4 – число кинематических пар пятого класса;

     = 0 – число кинематических  пар четвертого класса.

    

    

    Начальным звеном является кривошип АВ, который соединен со стойкой 0 вращательной кинематической парой (условный механизм I класса).

    Выделяем  структурную группу (рис. 2), определяем ее класс, порядок и вид.

    В данном механизме это группа (2, 3) – II класса, 2-го порядка 2-го вида. 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Так как в механизме одна структурная группа - II класса, класс механизма будет второй. Составляем формулу строения механизма:

    I₁ (1, 0)

II₂ (2, 3).

2. Исследование  кинематики рычажного  механизма (Графический метод)

1. Построение плана механизма

 

    Примем, что звено АВ будет изображено на кинематической схеме отрезком 15 мм. Тогда масштабный коэффициент длин определится по отношению: .

    Определим отрезки, изображающие длины звеньев и другие геометрические параметры на плане механизма:

    мм;

    

 мм.

    Отметим на чертеже (рис. 3) положение неподвижных шарниров и неподвижных направляющих (в данном примере – т. А и прямая x-x).

    Построим положение ведущего звена АВ для заданного значения обобщенной координаты (под углом к горизонтальной оси).

    Выполним построение плана механизма методом дуговых засечек:

    ? из т. А, как из центра, циркулем проводим дугу радиусом 20 мм;

    ? из т. В, как из центра, циркулем проводим дугу радиусом 68 мм до пересечения с прямой x-x. Точка пересечения определит положение шарнира С.  

    Соединив  прямой т. В и С, получим на схеме звено ВС. В полученных точках проставим условные обозначения шарниров.

    На  каждом подвижном звене отметим точки центров масс S₁, S₂,  S₃.

      
 
 
 

2. Построение  плана аналогов скоростей

      2.2.1 Входное звено

    Строим  план аналогов скоростей, приняв

    

= 1.

    В этом случае скорости точек и их аналоги численно равны. На начальном этапе исследования принимаем, что скорость звена АВ постоянна.

    Построение  плана аналогов скоростей начинаем с ведущего звена 1, аналог скорости т. В которого известен по величине и направлению

    

    Так как точка А неподвижна , то абсолютная и относительная скорость т. В одинакова, то

    

0,05 м.

    Выбираем  в плоскости чертежа произвольную т. p₁ в качестве полюса (центра) плана аналогов скоростей (рис. 4б). В полюсе p₁  находится т. a (соответствующая неподвижной точке механизма А) и направляющая x-x.

    Изображаем  аналог скорости т. В вектором , отложенным из полюса p₁, в виде отрезка произвольной длины, например, = 50 мм. Определим масштабный коэффициент плана аналогов скоростей :

    

. 

         Так как т. В совершает движение по окружности, то вектор ее аналога скорости направлен перпендикулярно звену АВ в сторону его вращения ( ). Проводим вектор (перпендикулярно звену АВ), направленный в сторону вращения этого звена. 
 
 

           2.2.2 Структурная группа II₂ (2, 3) 
 

    Точка С является общей для звеньев 2 и 3. Вместе с шатуном ВС она совершает плоскопараллельное движение. Движение т. С можно разложить на переносное вместе с т. В и относительное вращательное вокруг т. В.