Исследование кривошипно-ползунного механизма
Министерство образования и науки РФ
Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
“Тихоокеанский государственный университет”
Кафедра: “Детали машин ”
Исследование кривошипно-ползунного
механизма
Курсовая работа по теории механизмов и машин.
Выполнила: студентка группы КТ-31
Ринчинова С.В
Руководитель работы: доцент
Водопьянов А.Ф
Хабаровск 2015 г.
Введение
Теория механизмов есть наука, изучающая строение, кинематику и динамику механизмов в связи с их анализом и синтезом.
Проблемы теории механизмов могут быть разбиты на две группы. Первая группа
проблем посвящена исследованию структурных, кинематических и динамических свойств механизмов, т.е. анализу механизмов.
Вторая группа проблем посвящена проектированию механизмов с заданными структурными, кинематическими и динамическими свойствами для осуществления требуемых движений, т.е. синтезу механизмов.
Движение механизмов зависит от их строения и сил, на них действующих. поэтому удобно при избежании теории механизмов, проблемы анализа механизмов разбить на две части:
А) структурный и кинематический анализ;
Б) динамический анализ механизмов.
Структурный и динамический анализы механизмов имеют своей целью изучение теории строения механизмов, исследование движения тел, их образующих, с геометрической точки зрения, независимо от сил, вызывающих движение этих тел.
Динамический анализ механизмов имеет собой целью изучение методов определения сил, действующих на тела, образующие механизм, во время движения этих тел, и изучение взаимосвязи между движениями этих тел, силами на них действующими, и массами, которыми обладают эти тела.
Проблемы синтеза механизмов удобно излагать по видам механизмов поэтому задачей синтеза является проектирование механизма предварительно выбранной структуры по заданным кинематическим и динамическим условиям.
Курсовой проект, включает в себя исследование кривошипно-ползунного механизма.
Исследование кривошипно- ползунного механизма составляет наибольший по объёму раздел курсового проекта по теории механизмов и машин и включает четыре этапа:
- Структурный анализ
- Кинематический анализ
- Анализ динамики установившегося движения
- Кинестатический расчет .
Кинестатический расчет невозможно сделать точно без учета динамических явлений в машине, а динамику движения невозможно без предварительного исследования кинематики. Следовательно, необходимо решать задачи структуры, кинематики, динамики движения и кинетостатики.
1.Исследование механизма
Задачи:
- Структурный анализ.
- Кинематический анализ.
- Анализ динамики установившегося движения.
- Кинетостатический анализ.
Таблица 1
Параметры механизма
|
тип данных
|
обозначение
|
значение
|
|
Радиус кривошипа
|
r(OA), м
|
0,35
|
|
Длина шатуна
|
(AB), м
|
1,2
|
|
Дезоксиал
|
(OK), м
|
0
|
|
Центр масс шатуна
|
d(AS)
|
0,45
|
|
Угол наклона блока цилиндров
|
, град
|
60
|
|
Масса шатуна
|
m2 , кг
|
1,5
|
|
Масса поршня
|
, кг
|
1,1
|
|
Начальный момент инерции
|
, кг м2
|
0,005
|
|
Момент инерции шатуна
|
, кг м2
|
0,009
|
|
Показатель политропы:
|
|
|
|
-при сжатии
|
n1
|
0,15
|
|
-при расширении
|
n2
|
0,7
|
|
Направление вращения коленвала
|
По часовой стрелке
|
|
Угловая скорость
|
Wcp, рад/с
|
200
|
|
Коэффициент неравномерности движения
|
, %
|
0,006
|
1.1. Структурный анализ
Условную схему механизма можно представить в следующем виде:
Рис.1
Задачи:
- Составление таблицы звеньев и кинетических пар.
- Определение степени подвижности.
- Определение класса механизма.
Допущения:
1. Звенья считаем абсолютно жесткими.
2. Трением в кинематических парах пренебрегаем.
3. Зазоры в кинематических парах отсутствуют.
Составление таблицы звеньев и кинематических пар.
По рис.1 O – стойка, 1 – кривошип, 2– шатун, 3 – ползун.
1.1.1 Определение степени подвижности механизма.
Так как данный механизм является плоским рычажным, его степень подвижности W можно определить по формуле П.Л. Чебышева.
W=3n-2p5
n – число подвижных звеньев
p5 – число вращательных и поступательных пар (пятого класса)
В таблице 2 показаны все кинематические пары.
Таблица 2
Кинематические пары
|
№ кинематической пары
|
Обозначение пары
|
Название пары
|
Класс пары
|
Звенья, входящие в пару
|
|
1
|
О
|
вращательная
|
5
|
0,1
|
|
2
|
А
|
вращательная
|
5
|
1,2
|
|
3
|
В
|
поступательная
|
5
|
2,3
|
|
4
|
В’
|
вращательная
|
5
|
3,0
|
W=3·3-2·4=1
Вывод: мы имеем простой рычажный механизм со степенью подвижности равной единице (W=1) и входным звеном назначаем звено 1.