Прикладная механика: Программа дисциплины и вопросы для подготовки к зачету. Задания на контрольные работы, страница 3

9

ЗАДАНИЯ  НА  КОНТРОЛЬНЫЕ  РАБОТЫ

Во всех задачах студент выбирает свой вариант задания по последней цифре своего шифра.

Задача 1

Требуется рассчитать машинный агрегат, блок-схема которого представлена на рис. 1. В качестве двигателя М используется электродвигатель. Передаточный механизм ПМ понижает частоту вращения вала, т.е. является редуктором. Вращение передается на ведущее звено (кривошип) исполнительного рычажного механизма. Схемы рычажных механизмов приведены на рис. 2 и 3. Если последняя цифра шифра четная, то следует взять схему механизма на рис. 2, если нечетная – то на рис. 3. Геометрические размеры механизмов, угол j₁ положения ведущего звена и частота вращения n₁ ведущего звена приведены в таблице 2. Ведущее звено вращается равномерно.

Требуется:

1. Начертить в стандартном масштабе кинематическую схему заданного механизма в заданном положении, определяемом углом j₁.

2. Определить степень подвижности механизма (число степеней свободы).

10

Рис. 1. Блок-схема машинного агрегата: М – двигатель, ПМ – передаточный механизм (редуктор), ИМ – исполнительный механизм.

Рис. 2. Кривошипно-ползунный механизм: АВ – кривошип,

ВС – шатун,  С – ползун.

Рис. 3. Четырехшарнирный механизм: АВ – кривошип,

ВЕ – шатун, CD – коромысло.

11

3.  Для заданного положения механизма, определяемого углом j₁, с помощью векторного метода планов определить скорости и ускорения характерных точек механизма:

а) для кривошипно-ползунного механизма: линейные скорости и ускорения точек В, С и центров масс звеньев, приняв положение центра масс посередине звена, а также угловую скорость w₂ шатуна,

б) для четырехшарнирного механизма: линейные скорости и ускоре-ния точек В, С, Е и центров масс звеньев, приняв положение центра масс посередине звена, а также угловые скорости w₂ шатуна и w₃ коромысла.

4. Рассчитать массу каждого звена, приняв массу одного погонного метра звена равной 5 кг. Для механизма на рис. 2 принять массу ползуна С равной массе звена ВС. Рассчитать силу тяжести  G_i каждого звена.

5. Определить инерционную нагрузку звеньев (только силы инерции).

6. Для заданного положения механизма вычертить в стандартном масштабе схему механизма и приложить к звеньям силы тяжести, силы инерции, силу полезного сопротивления. Принять, что сила полезного сопротивления: а) в механизме на рис. 2 приложена к ползуну С и в 100 раз больше силы тяжести G₃ ползуна, б) в механизме на рис. 3 приложена к точке Е, направлена противоположно скорости точки Е и в 100 раз больше силы тяжести G₂ звена ВЕ.

7. Найти уравновешивающую силу на звене приведения механизма методом рычага Н.Е.Жуковского.

8. Спроектировать привод для рычажного механизма. Рассчитать  требуемую  мощность электродвигателя,  приняв  коэффициент  полезного действия редуктора равным 0,9. Подобрать электродвигатель по каталогу.

9. Рассчитать общее передаточное отношение редуктора, выбрать схему  редуктора  (одноступенчатый  или  двухступенчатый),  для двухсту-

12

пенчатого редуктора рассчитать передаточные отношения каждой ступени. Принять числа зубьев ведущих колес равными 20+Ш, где Ш – последняя цифра шифра. Рассчитать числа зубьев ведомых колес.

Таблица 2.                                                          Исходные данные к задаче 1