Контрольная работа по теории машин и механизмов заказать

Контрольная работа по теории машин и механизмов заказать

 

Если у вас нету времени на контрошу по теории машин и механизмов вы всегда можете попросить меня, вам нужно написать мне, и я вам помогу онлайн или в срок 1-3 дня всё зависит что там у вас за работа, вдруг она огромная! Чуть ниже размещён теоретический и практический материал, который вам поможет сделать работу если у вас много свободного времени и желания!

 

Возможно, вас также заинтересует эта ссылка:

Заказать работу по тмм теории машин и механизмов помощь в учёбе

 

Теория механизмов и машин (ТММ) является основой проектирования работоспособных технических объектов.

Основные задачи ТММ - анализ механизмов с заданными параметрами и проектирование механизмов (определение его параметров), удовлетворяющих заданным требованиям.

Результаты решения задач ТММ являются исходными данными для более детального проектирования объектов методами деталей машин, сопротивления материалов и специальных дисциплин.

Объектом контрольной работы является машинный агрегат, структурная схема которого приведена на рис. 1.

Рис. 1.1. Структурная схема машинного агрегата

 

Вращение от двигателя через муфту передается на ведущий вал передаточного механизма (планетарной передачи), который изменяет частоту вращения до заданной частоты вращения кривошипа рабочей машины . Ведомый вал соединяется с валом кривошипа муфтой . Вращение от на вал кулачка кулачкового механизма передается передаточным механизмом , состоящим из зубчатых колес и и преобразующим в заданную частоту вращения кулачка . выполнена на базе плоского рычажного механизма; плоский состоит из вращающегося кулачка и толкателя.

выполняет заданную техническую операцию, выполняет вспомогательные функции. Маховик устанавливается на валу кривошипа и служит для снижения коэффициента неравномерности вращения при установившемся движении до заданной величины.

 

Возможно, вас также заинтересует эта ссылка:

Решение задач по тмм теории машин и механизмов с примерами онлайн

 

Задача курсового проекта состоит в определении параметров, кинематических и силовых характеристик механизмов машинного агрегата, а также в определении некоторых его кинематических и силовых характеристик.

Проектируемый машинный агрегат работает следующим образом:

Насос предназначен для перекачивания жидкости под действием прямого и обратного ходов поршня 5, который приводится в движение шестизвенным кривошипно-коромысловым механизмом, состоящим из кривошипа 1, шатунов 2 и 4 и коромысла 3. Привод кривошипа 1 включает в себя электродвигатель и планетарный редуктор. Система смазки насоса снабжена плунжерным насосом, на основе кулачкового механизма, имеющего привод от электродвигателя через пару зубчатых колес (см. рис. 1).

При движении поршня справа налево в левой части полости цилиндра происходит увеличение давления и при (верхняя линия индикаторной диаграммы) жидкость через нижний клапан нагнетается в сеть. В правой части полости одновременно идет процесс всасывания через верхний клапан при давлении 0,1 ниже атмосферного (нижняя линия индикаторной диаграммы). При обратном движении поршня в левой части полости цилиндра открывается верхний клапан и происходит всасывание при давлении 0,1 ниже атмосферного, а в правой - открывается нижний клапан и происходит нагнетание в сеть (верхняя линия индикаторной диаграммы).

• Сила сопротивления, действующая на поршень насоса, будет равна сумме сил действующих на обеих частях полости цилиндра (т.е. оба хода поршня будут рабочими), и всегда направлена против скорости движения поршня.

 

Возможно, вас также заинтересует эта ссылка:

Помощь по тмм теории машин и механизмов онлайн

 

Синтез и анализ рычажного механизма

Исходные данные

Кинематическая схема заданного механизма приведена на рис. 2, где механизм изображен в крайних и заданном положениях (соответственно тонкие и толстые линии). Геометрические размеры и другие заданные постоянные параметры приведены в табл. 1.1. Согласно рекомендациям в заданиях вес звена 5 принят .

Рис. 2. Кинематическая схема рычажного механизма

 

Заданные параметры механизма

Таблица 1.1

 

Возможно, вас также заинтересует эта ссылка:

Курсовая работа по тмм теории машин и механизмов заказать готовую онлайн

 

Построение планов положений

Для построения планов положений механизма принимается масштаб

Заданные размеры механизма в принятом масштабе изображаются чертежными размерами определяемыми по выражению:

Чертежные размеры механизма, определенные по (1.1), приведены в табл. 1.2.

Таблица 1.2.

Чертежные размеры звеньев механизма (мм)

Используя найденные чертежные размеры, на листе 1 проекта построены крайние и заданное положение механизма.

 

Возможно, вас также заинтересует эта ссылка:

РГР по тмм теории машин и механизмов расчетно графическая работа

 

Структурный анализ

Структурная схема механизма приведена на рис. 2, где подвижные звенья обозначены арабскими цифрами (1 - кривошип, 2 и 4 - шатуны, 3 - коромысло, 5 - ползун). Кинематические пары класса также обозначены арабскими цифрами, обведенными кружками.

Поскольку механизм плоский, то его степень подвижности определяется по усечённой формуле П.Л.Чебышева.

где - количество подвижных звеньев, - количество кинематических пар класса. Таким образом, степень подвижности рассматриваемого механизма

Механизму необходимо одно начальное звено для полной определенности его движения. В качестве начального принято звено 1, закон его движения - вращение с частотой .

Структурно в состав механизма входят (рис. 3):

Рис. 3. Структурные элементы механизма

а) механизм 1-го класса (рис. 3, в);

б) группа Асура 2-го класса 1-го вида (рис. 3, б);

в) группа Асура 2-го класса 2-го вида (рис. 3, а).

Таким образом, формула строения механизм имеет вид:

Поскольку наивысший класс групп Асура, входящих в состав механизма - второй, то и механизм в целом относится ко второму классу.

 

Возможно, вас также заинтересует эта ссылка:

Задачи по тмм теории машин и механизмов с решением

Синтез и анализ механизма на ЭВМ

Для расчета механизма на ЭВМ подготовлена таблица исходных данных (табл. 1.З.).

По результатам расчетов на ЭВМ получена распечатка (см.след.стр), расшифровка обозначений которой и сравнение с результатами «ручного» счета приведено ниже (п. 1.7.). Строка «Положение центров масс» таблицы «Параметры звеньев» распечатки необходима для дальнейших расчетов и построений и расшифровывается следующим образом (точки - центры масс звеньев):

Чертежные размеры, определяющие положения центров масс:

 

АНАЛИЗ РЫЧАЖНОГО МЕХАНИЗМА

Исходные данные:

Результаты расчета.

Положение 9, угол кривошипа 153.0 град.

Задача скоростей:

Задача ускорений:

Реакции в кинематических парах:

Максимальные реакции:

Приведенные факторы:

 

 

Кинематический анализ методом планов

Поскольку одним из свойств групп Асура является их кинематическая определимость, то кинематический анализ проводится последовательно по группам Асура, причем порядок их рассмотрения совпадает с направлением стрелок в формуле строения (1.3).

 

Построение плана скоростей

Механизм I класса (звено 1).

Угловая скорость кривошипа:

Вектор скорости точки перпендикулярен звену 1 и направлен в соответствии с направлением . Модуль скорости:

На плане скоростей этот вектор изображается отрезком . Тогда масштаб плана скоростей:

Группа Асура II₁ (2,3).
Внешними точками группы являются точки и , внутренней - точка . Составляется система векторных уравнений, связывающих скорость внутренней точки со скоростями внешних точек:

По этой системе строится план скоростей, замеряются длины заданных отрезков (, ) и определяются модули скоростей:

Скорости точек , и находятся с помощью теоремы подобия. Составляется пропорция, связывающая чертежные размеры звена 2 () с отрезками плана скоростей:

откуда определяется длина неизвестного отрезка

Этот отрезок откладывается на отрезке плана скоростей. Точка является концом вектора , начала всех векторов - в полюсе . Поэтому отрезок (определено замером) изображает вектор . Модуль вектора:

Скорость точки определяется аналогично по принадлежности звену 3:

Определяются величины угловых скоростей звеньев 2 и 3:

Для определения направления отрезок плана скоростей устанавливается в точку , а точка закрепляется неподвижно (рис. 4.а); тогда становится очевидным, что направлена по часовой стрелке. Для определения направления отрезок плана скоростей устанавливается в точку , точка неподвижна (рис. 4.б), поэтому также направлена по часовой стрелке.

Группа Асура II₂ (4,5)

 

Внешними точками группы являются точки и (точка принадлежит стойке), внутренней - точка , принадлежащая звеньям 4 и 5 (в дальнейшем означаются без индексов).

По принадлежности точки звену 5 вектор се скорости известен по направлению: , поэтому для построения плана скоростей для данной группы Асура достаточно одного векторного уравнения:

В результате построения плана скоростей определятся отрезки и . Модулей скоростей:

Скорость точки определяется по принадлежности звену 4 аналогично определению скорости точки по теореме подобия:

Звено 5 совершает поступательное движение, поэтому скорости всех точек звена одинаковы и равны скорости точки .

Величина угловой скорости звена 4 определяется аналогично предыдущему:

Для определения направления отрезок плана скоростей устанавливается в точку , а точка закрепляется неподвижно (рис. 4.в); тогда становится очевидным, что направлена по часовой стрелке.

 

 

 

Построение плана ускорений

Механизм I класса (звено 1)

Точка кривошипа 1 совершает вращательное движение вокруг , поэтому ее ускорение есть сумма нормального и тангенциального ускорений:

Поскольку принято (следовательно ), то . Модуль ускорения:

На плане ускорений этот вектор изображается отрезком , направленным от к . Масштаб плана ускорений:

Группа Асура II₁ (2,3):

Составляется система векторных уравнений, связывающих ускорение внутренней точки с ускорениями внешних точек и .

В этой системе модули нормальных ускорений

На плане ускорений векторы и изображаются отрезками:

В результате построения плана ускорений определяются отрезки и определяются модули ускорений:

Ускорение точки определяется с помощью теоремы подобия, на основании которой составляется пропорция, связывающая чертежные длины звена 2 с отрезками плана скоростей:

откуда определяется длина неизвестного отрезка:

Этот отрезок откладывается на отрезке плана ускорений. Соединением полюса с точкой получается отрезок = 135.79 мм (определено замером). Модуль ускорения точки

Ускорение точки определяется аналогично:

Определяются величины угловых ускорений звеньев 2 и 3:

Для определения направления отрезок плана ускорений устанавливается в точку , а точка закрепляется неподвижно (рис. 5. а). Для определения направления отрезок устанавливается в точку , а точка закрепляется неподвижно (рис. 5.б).

Рис. 5. Определение направлений угловых ускорений

Группа Асура II₂ (4,5)

По принадлежности точки звену 5 вектор ее ускорения известен по направлению: . Поэтому для построения плана ускорений для данной группы достаточного одного векторного уравнения:

В этом уравнении модуль нормального ускорения

на плане это ускорение изображается отрезком

В результате построения плана ускорений определяются отрезки и определяются модули ускорений:

Ускорение точки находится по теореме подобия:

Величина углового ускорения звена 4

Для определения направления отрезок плана ускорений устанавливается в точку , а точка закрепляется неподвижно (рис. 5, в).

 

Поскольку звено 5 совершает поступательное движение, то .

 

 

Силовой расчет

1.6.1. Определение инерционных факторов.

Инерционные силовые факторы - силы инерции звеньев и моменты сил инерции определяются по выражениям:

Расчет инерционных силовых факторов сведен в табл. 1.4.

Расчет проводится в последовательности, противоположной направлению стрелок в формуле строения (1.3).

 

1.6.2. Силовой расчет группы Асура II₂ (4,5)

На листе 1 проекта построена схема нагружения группы в масштабе . Силовой расчет группы состоит из четырех этапов.

1. Составляется сумма моментов сил, действующих на звено 4, относительно шарнира :

Где - чертежные плечи сил и , определяемые замером на схеме нагружения группы. Из уравнения имеем:

Т.к. , то ее действительное направление соответствует предварительно выбранному.

2. Составляется векторная сумма сил, действующих на группу:

Для построения плана сил по этому уравнению принимается масштаб . Определяются длины отрезков (табл. 1.5).

Длины отрезков, изображающих известные силы

В результате построения плана сил находятся длины отрезков ( замером) , , и определятся модули реакций.

3. Составляется векторная сумма сил, действующих на звено 5:

По этому уравнению достраивается план сил группы и определяется отрезок , тогда модуль неизвестной реакции

4. Для определения точки приложения реакции в общем случае следует составить сумму моментов сил, действующих на звено 5, относительно шарнира . Однако в рассматриваемом механизме в этом нет необходимости: силы, действующие на звено 5, образуют сходящуюся систему, поэтому линия действия реакции проходит через шарнир .

 

Силовой расчет группы Асура II1 (2,3)

На листе 1 проекта построена схема нагружения группы в масштабе . Силовой расчет группы состоит из четырех этапов.

1. Составляется сумма моментов сил, действующих на звено 2, относительно шарнира :

Где - чертежные плечи сил и , определяемые замером на схеме нагружения группы, из уравнения имеем:

2. Составляется сумма моментов сил, действующих на звено 3, относительно шарнира :

откуда

3. Составляется векторная сумма сил, действующих на группу:

Для построения плана сил по этому уравнению принимается масштаб . Определяются длины отрезков (табл. 1.6).

Таблица 1.6.

Длины отрезков, изображающих известные силы

В результате построения плана сил находятся длины отрезков (замером) , , , и определятся модули реакций

4. Составляется векторная сумма сил, действующих на звено 3:

По этому уравнению достраивается план сил группы и определяется отрезок , изображающий реакцию , тогда модуль неизвестной реакции

1.6.4.Силовой расчет механизма I класса

На листе 1 проекта построена схема нагружения начального звена. Его силовой расчет состоит и двух этапов.

1. Составляется сумма моментов сил, действующих на звено, относительно шарнира :

, откуда

2. Составляется векторная сумма сил, действующих на звено 1:

По этому уравнению на листе 1 проекта строится план сил в масштабе и определяется отрезок . Модуль искомой реакции

 

1.7. Сравнение результатов графоаналитического и «машинного» расчетов

В распечатке результатов расчета на ЭВМ приняты обозначения, которым соответствуют параметры механизма, приведенные в таблице 1.7.:

Соответствие обозначений распечатки и обозначений механизма

В таблице 1.7.:

- угол между вектором скорости и осью

- угол между вектором ускорения и осью

- угол между вектором реакции и осью

Сравнение результатов графоаналитического и «машинного» расчетов приведено в таблице 1.8., где приняты следующие обозначения:

- обозначение параметра

- величина параметра по результатам графоаналитического расчета

- величина параметра по результатам «машинного» расчета

 

Сравнение результатов графоаналитического и «машинного» расчетов

 

 

Расчет маховика

Расчет маховика, снижающего колебания скорости системы до заданного уровня , является частным случаем второй задачи динамики.

Расчет проводим графоаналитическим методом на основе использования диаграммы энергомасс.

 

Определение приведенных факторов

Выбираем схему динамической модели с распределенными параметрами. За звено приведения выбираем кривошип:

где, - угловая скорость звена приведения;

- приведённый момент инерции звена приведения;

- приведённые моменты сил движущих и сопротивления.

 

 

Построение диаграмм

Строим график изменения приведённого момента инерции за цикл периодически устанавливающегося режима движения.

Записываем выражение для исследуемого механизма:

Используя результаты кинематического анализа рассчитываем для исследуемого положения механизма. По результатам расчёта на ЭВМ для 12 положений механизма строим в выбранном масштабе график за цикл движения

Строим график приведённого момента сил сопротивления за цикл периодически устанавливающегося режима движения.

Записываем выражение для исследуемого механизма:

Используя результаты кинематического анализа рассчитываем для исследуемого положения механизма. По результатам расчёта на ЭВМ для 12 положений механизма строим в выбранном масштабе график за цикл движения

График делим на 12 последовательных участков. Полученные криволинейные трапеции заменяем равновеликими по площади прямоугольниками, высоты которых сносим по оси абсцисс в точки. Выбираем базу интегрирования , где полюс интегрирования соединяем с этими точками, получим углы и т.д. Из начала графика работ проводим прямую под углом , получаем точку из которой проводим прямую под углом , получая следующую точку и т.д. Соединив данные точки, получаем работу сил сопротивления за цикл движения и график этой работы внутри цикла .

Методом графического интегрирования графика строим график изменения работы приведённого момента сил сопротивления и работу сил сопротивления за полный цикл .

Масштаб графика работ и изменения кинетической энергии рассчитываем следующим образом:

График работ движущих сил составляется из условия равенства нулю изменения кинематической энергии за полный цикл периодически установившегося режима работы. Учитывая принятое допущение и равенство , соединяем прямой начало и конец графика и получаем график работ сил движущих , построенный в отрицательной области. Строим известное положение графика сил движущих в положительной области.

График приведённого момента сил движущих строим методом графического дифференцирования графика : из полюса интегрирования проводим прямую под углом , которая отсекает на оси абсцисс отрезок, определяющий в масштабе .

Диаграмма изменения кинетической энергии внутри цикла строится как алгебраическая сумма работы сил движущих и сил сопротивления для каждого исследуемого положения механизма.

Диаграмму энергомасс строим методом графического исключения параметра из графиков и . Закон движения системы определяется ее кинематической энергией и приведённым моментом инерции системы . При установившемся режиме движения , и построенная диаграмма энергомасс отличается от истинной наличием осей истинной системы координат вниз на величину , а влево на величину (в масштабах).

Диаграмма энергомасс позволяет не только исследовать закон движения системы, но и решить частный случай второй задачи динамики: рассчитать момент инерции маховых масс, снижающих колебания скорости системы до заданного уровня .

 

Определение момента инерции маховика и его размеров

По исходным данным (коэффициенту неравномерности приведения и угловой скорости звена приведения ) рассчитываем углы, соответствующие экстремальным значениям скорости звена приведения:

откуда получаем:

Под найденными углами и проводим касательные к диаграмме энергомасс соответственно сверху и снизу. С помощью замера из диаграммы энергомасс определяем отрезок .

Рассчитываем требуемую величину момента инерции маховика , снижающего колебания скорости системы до заданного уровня :

Рассчитываем геометрические размеры маховика:

Вычисляем средний диаметр маховика по следующей формуле:

Эскиз маховика вычисляем высоту и ширину обода маховика по формулам:

 

Заключение

В результате исследования механизма были получены данные, исходя из которых можно сделать следующие выводы:

• 1. В результате структурного анализа были определены степень подвижности механизма и его класс.
• 2. С помощью метода планов и графического метода были определены кинематические характеристики механизма в пятом положении. Так как расхождение между данными, полученными различными способами (машинным и графоаналитическим) не превышает 6%, мы можем говорить о правильности и точности проведённого расчёта.
• 3. Силовой анализ позволил нам определить инерционные характеристики механизма. Также силовой анализ позволил нам определить мощность на кривошипе, что может быть использовано для расчёта мощности двигателя привода кривошипа.
• 4. С помощью динамического анализа механизма был построен график изменения приведённого момента инерции. На графике видны резкие различия между вершинами и впадинами волн в зависимости от угла поворота кривошипа. Это означает, что данный механизм работает с большей степенью неравномерности. Чтобы механизм работал плавно и без перегрузок необходимо его уравновешивание.
• 5. Чтобы механизм работал плавно и без перегрузок необходимо его уравновешивание. Простейшим способом уравновешивания механизма является применение маховика. В работе проведен расчёт геометрических параметров маховика, обеспечивающего работу механизма с заданной степенью неравномерности.