Кинематическое и кинетостатическое исследование механизма. Механизм породопогрузочной машины. Построение планов скоростей

Министерство общего и профессионального образования

Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова

(технический университет)

РАСЧЁТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА №2.

	Теория механизмов и машин.

 

По дисциплине  __________________________________________________________

________________________________________________________________________

^{(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)}

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

	Кинематическое и кинетостатическое исследование механизма.

 

Тема:____________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________

	ЭР-01-2

 

Автор: студент гр.   _______          ________________      /_______________/

^{(подпись)                           (Ф.И.О.)}

ОЦЕНКА:    _____________

Дата: ___________________

ПРОВЕРИЛ

	И.А.

 

доцент

Руководитель работы:   ________   ________________     /_______________/

          ^{(должность)                  (подпись)                                         (Ф.И.О.)}

Санкт-Петербург

2002 г.

Задание: для данного механизма найти крайние положения, построить план положений; для каждого найденного положения построить планы скоростей; для каких-либо двух симметричных положений построить планы ускорений; построить кинематические графики ускорения, скорости и перемещения методом графического дифференцирования и интегрирования; провести кинетостатический анализ механизма и тот же анализ методом рычага Жуковского. Вычислить уравновешивающую силу и уравновешиваю-щий момент, сравнить полученные результаты и рассчитать погрешность вычислений.

Вариант 1.Тип 2. Механизм породопогрузочной машины:

 

В данном случае точка S₂ совпадает с точкой В.

Нахождение крайних положений и построение плана положений механизма.

Крайние положения механизма характеризуют границы рабочего и холостого хода. Первое крайнее положение механизм займёт, когда кривошип О₁А будет лежать на одной прямой с шатуном АС, не накладываясь на него (т.е. φ =180^˚,где φ – угол между кривошипом и шатуном); второе крайнее положение будет при наложении кривошипа О₁А на шатун АС (т.е. φ =0^˚,где φ – угол между кривошипом и шатуном). Первое крайнее положение характеризует конец рабочего – начало холостого хода, второе положение – начало рабочего – конец холостого хода.

Начиная с первого крайнего положения, траектория кривошипа О₁А (окружность) разбивается на восемь равных частей и строится восемь положений механизма, “плюс” положение механизма во втором крайнем положении. Построение показало, что длина рабочего хода механизма примерно в два раза больше длины холостого.

Построение планов скоростей

Для каждого положения механизма строится план скоростей в определённом масштабе, определяющий скорости точек и звеньев механизма. По формуле  находим круговую частоту вращения кривошипа, а с помощью неё по формуле   вычисляем скорость точки А:

После этого выбираем масштабный коэффициент:

и строим планы скоростей, учитывая, что вектора полных скоростей точек всегда выходят из полюса, а вектора относительных скоростей звеньев замыкают их концы.

После построений составляем таблицу значений скоростей:

Положение	VB(м/с)	VC(м/с)	VBA(м/с)	VCB(м/с)	VS3(м/с)
0	0	1,256	1,256	1,256	0
1	3,215	6,13	3,215	3,215	1,6075
2	1,256	1,256	0	0	0,628
3	0	1,256	1,256	1,256	0
4	0,603	1,708	1,356	1,356	0,3015
5	1,105	1,784	1,055	1,055	0,5525
6	1,382	1,808	0,603	0,603	0,691
7	0	1,256	1,256	1,256	0,628
8	0	1,256	1,256	1,256	0

Построение планов ускорений

Построение планов ускорений осуществляется аналогичным способом, что и планов скоростей, с той лишь разницей, что ускорения точек и звеньев раскладываются на тангенциальные и нормальные составляющие. Точно также ускорения точек выходят из полюса, а ускорения звеньев замыкают их.

Выбираем масштабный коэффициент:

Строим планы ускорений для первого и пятого положений; вычисляем необходимые ускорения:

для первого положения: 

для пятого положения:

выбираем масштабный коэффициент:

По результатам построений составляем таблицу необходимых ускорений:

Положение	аB(м/с2)	аC(м/с2)	аBA(м/с2)	аCB(м/с2)	аS3(м/с2)
1	112	222	112	112	56
5	20	0	20	20	10