Реферати українською » Промышленность, производство » Структурний аналіз механізмів


Реферат Структурний аналіз механізмів

>СОДЕРЖАНИЄ

 

ЗАПРОВАДЖЕННЯ

>1.Основние поняття та засобами визначення теоретично механізмів

2.Кинематические пари їх класифікація

3.Кинематические ланцюга

4. Ступінь рухливості пласкоюкинематической ланцюга

ЛІТЕРАТУРА

 


ЗАПРОВАДЖЕННЯ

Тема контрольної роботи «>Структурний аналіз механізмів» з дисципліни «Теорія механізмів і машин».

Мета роботи: формування знань структурного аналізу механізмів.

Завдання роботи: ознайомитися до основних засад освіти механізмів і банківською системою їх класифікації.

Основні питання теми:

- Основні поняття та засобами визначення теоретично механізмів;

-Кинематические пари їх класифікація;

-Кинематические ланцюга;

- Ступінь рухливості пласкоюкинематической ланцюга;

- Принцип освіти механізмів.


1.  Основні поняття й універсального визначення теоретично механізмів

Теорія механізмів і машин вивчає будова,кинематику і надасть динаміки механізмів і машин.

Механізмом називається штучно створена система тіл, призначена для перетворення руху однієї чи кількох тіл у необхідні руху інших тіл.

Тверді тіла, що входять до склад механізму, називаються ланками.

Кожна рухлива деталь чи група деталей, утворює одну жорстку рухливу систему тіл, називається рухомим ланкою механізму.

Усі нерухомі деталі утворюють одну жорстку нерухому систему тіл, звану нерухомим ланкою чи стійкою.

Отже, будь-який механізм має одну нерухоме родовищ і одне чи кілька рухливих ланок.

Поєднання двох стичних ланок, яка допускає їх відносне рух, називаєтьсякинематической парою.

Поверхні, лінії, точки ланки, якими він може стикатися з іншим ланкою, створюючи кінематичну пару, називаються елементами ланки.

Пов'язана система ланок, їхнім виокремленням між собою кінематичні пари, називаєтьсякинематической ланцюгом.

Механізм – є кінематична ланцюг, використовувана реалізації необхідного руху.

Механізми, що входять до склад машини, різноманітні. З погляду їхнього функціонального призначення механізми машини діляться ми такі види:

а) механізми двигунів і перетворювачів:

механізми двигунів здійснюють перетворення різних видів енергії в механічну роботу;

механізми перетворювачів здійснюють перетворення механічної роботи у решта видів енергії;

б) передавальні механізми, здійснюють передачу руху від двигуна до технологічної машині чи виконавчому органу;

у виконавчі механізми, безпосередньо які впливають на оброблювану середу чи об'єкт;

р) механізми управління, контролю та регулювання, здійснюють управління технологічним процесом, контроль тощо.;

буд) механізми автоматичного рахунки, зважування і упаковки, застосовувані в машинах, що випускають масову штучну продукцію.

2.Кинематические пари їх класифікація

Головним властивістю пари є число геометричних параметрів, з допомогою яких можна визначити відносне становище пов'язаних ланок. Наприклад, при зіткненні поверхнею обертання відносне становище ланок цілком визначається завданням лише параметра – кута відносного повороту ланок у площині, перпендикулярної осі обертання.

При зіткненні по сферичної поверхні таких параметрів вже три – це кути повороту навколо трьох взаємно перпендикулярних осей, від перетинання у центрі сфери.

Отже, елементикинематической пари накладають на відносне рух ланок деякі обмеження, пов'язуючи між собою належним чином координати точок обох ланок.

Обмеження,накладиваемие елементамикинематической пари на відносне рух ланок, їхнім виокремленням пару, називають зв'язками, а управління, які виражають ці обмеження – рівняннями зв'язку.

Розглянемо, які зв'язку й скільки можуть бути накладені на відносне рух ланоккинематической пари.

Як відомо, у випадку всяке вільно рух у просторі абсолютно тверде тіло має шістьма ступенями свободи:

трьома обертаннями навколо осей X, Y, Z й трьомапоступательними рухами вздовж тієї ж осей.

Зв'язки, накладені на відносне рух ланкикинематической пари, обмежують самі можливі відносні руху, які мають ланки у вільному стані.

У цих обмежень що з шести можливих відносних рухів вільно рушійної ланки стають йому пов'язаними. Решта незалежними можливі руху визначають число ступенів свободи ланоккинематической пари їх відносному русі.

>Кинематические пари залежність від числа умов зв'язку, що накладаються на відносне рух її ланок, розділені п'ять класів:

- пара I класу – (мал.1 а)пятиподвижная пара, має число ступенів свободи ланок, однакову п'яти число умов зв'язку, однакову 1;

- пара II класу – (мал.1 б)четирехподвижная пара, число ступенів свободи ланкикинематической пари дорівнює чотирьом, число умов зв'язку одно 2;

- пара III класу – (мал.1 в, і,г)трехподвижная пара, число ступенів свободи ланкикинематической пари одно трьом, число умов зв'язку – 3;

- пара IV класу – (мал.1 буд, і,е)двухподвижная пара, число ступенів свободи ланки одно 2, число умов зв'язку – 4;

- пара V класу – (мал.1 ж, із.и)одноподвижная (обертальна пара), число ступенів свободи ланки дорівнює одиниці, число умов зв'язку одно 5.

>Кинематические пари діляться на просторові і плоскі.Пространственними кінематичними парами називається пара, точки ланок що у відносному русі описують просторові криві.Плоскими кінематичними парами називаються такі пари, точки ланок що у відносному русі переміщаються в паралельних площинах, тобто. їх траєкторії є пласкими кривими. У сучасному машинобудуванні особливо широке застосування отримали плоскі механізми, ланки яких входить у пари IV і V класів.

Мал.1

>Кинематические пари різняться також із характеру дотику ланок. Якщо елементикинематической пари такі, що з кожному відносному становищі ланок вони теж мають зіткнення поверхнею, то пару називають нижчою. Якщо ж дотик до інших відбувається у окремих точках чи з лініях, то пару називають вищої.

При відносному русі ланок, їхнім виокремленням нижчу пару, поверхні їх дотику ковзають друг по другу. Якщо ж ланки утворюють вищу пару, їх відносне рух може статися як із ковзанні елементів пари, і ж без нього –перекативанием.

3.Кинематические ланцюга

>Кинематические ланцюга характером відносного руху ланок поділяються на плоскі і просторові.Кинематическая ланцюг називається пласкою, якщо точки її ланок описують траєкторії, які у паралельних площинах.Кинематическая ланцюг називається просторової, якщо точки її ланок описуютьнеплоские траєкторії чи траєкторії, які у від перетинання площинах.

По виду ланок, які входять у кінематичні ланцюга, останні поділяються на прості складні.

Простий називається така ланцюг, що має кожне ланка входить лише на два кінематичні пари (мал.2).

Складноюкинематической ланцюгом називається ланцюг, у якій є хоча одне ланка, входячи більш ніж дві кінематичні пари (рис.3).

 

Рис.2                                                        Рис.3

>Замкнутой називається кінематична ланцюг, кожне ланка якої входить у дві і більше кінематичних пар.

>Незамкнутойкинематической ланцюгом називається кінематична ланцюг, яка має ланки, вхідні лише у одну кінематичну пару.

При рівному числі рухливих ланок замкнуті ланцюга мають менше ступенів свободи, ніжнезамкнутие. Замкнені ланцюга широко застосовують у кінематичних ланцюгах робочих машин, верстатів, автоматів тощо., розімкнуті – в ланцюгах маніпуляторів і роботів.

У машинах зазвичай застосовуються такі кінематичні ланцюга, які мають одна ланка нерухомо, тобто. є стійкою. Наприклад, у механізмі двигуна внутрішнього згоряння кривошип, шатун, поршень і циліндр утворюють кінематичну ланцюг, що має нерухомим ланкою (стійкою) є циліндр з рамою двигуна (рис.4а,б).

>Звено механізму, яким діють зовнішні сили, що призводять їх у рух, називається провідним.Звено, до якого додано корисні опору, заради подолання яких побудований механізм, називається відомим.

>Рис.4 а                                           Рис.4 б

При дослідженні кінематики механізму, рух однієї з ланок вважають заданим. Томськ називають вхідним.Звено, рух котру воліють накинути у залежність від руху вхідного, називають вихідним. У прикладі повзун – вихідний ланка, кривошип –вхідний.

 


4. Ступінь рухливості пласкоюкинематической ланцюга

кінематичний пар ланцюг плаский механізм

Кожне вільне тіло приплоскопараллельном русі має трьома ступенями свободи, тому до сполукиК-звеньев в кінематичні пари вони всі мали ЗК ступенями свободи.

При поєднанні ланок в кінематичні пари останні забирають вони певну кількість ступенів свободи: париV-го класу в пласких механізмах забирають дві ступеня свободи (із трьох), залишаючи одну; пари 4-го класу забирають одну свободу, залишаючи дві.

Отже, пласка кінематична ланцюг володітиме наступним кількістю свободи:

H =3K -2p1 -p2

Якщо одна ланкакинематической ланцюга зробити нерухомим, то число ступенів свободи зменшиться трьох і щодо нерухомого ланки дорівнюватиме:

W = H – 3 чиW=3(k-1) -2p1 -p2

>Обозначаяk – 1 = n (кількість рухливих ланок), остаточно одержимо:

W =3n -2p1 -p2

де:

n – число рухливих ланоккинематической ланцюга;

>p1 - число вищих пар (>накладивающих за одним умові зв'язку);

>p2 - число нижчих пар вкинематической ланцюга (>накладивающих дві умови зв'язку).

Так, кінематична ланцюг двигуна має 3 рухливих ланки, 3 пари обертання і одну поступальну пару, лише чотири нижчих пари. Тож неї

W = 3·3 - 2·4 =1

Кількість ступенів свободикинематической ланцюга щодо нерухомого ланки W називається ступенем рухливостікинематической ланцюга.

Формула визначення ступеня рухливостікинематической ланцюга була вперше отримана відомим російським ученимП.Л.Чебишевим в 1869 р. і має його ім'я. Ця формула придатна лише пласких кінематичних ланцюгів.

>Задаваясь різними поєднаннями цих чисел, можна було одержати групи різноманітних. Усі одержувані у такий спосіб групи може бути розбитий за класами.

Розглянемо структурну класифікацію пласких механізмів.

Назвемо умовно провідне ланка і стійку, що утворюють кінематичну пару V класу, механізмом Iкласса(рис.5).

Освіта будь-якого плоского механізму то, можливо представлено як послідовне приєднання груп ланок, які відповідають умові W = 0, до початковому механізму.

провідне ланка провідне ланка

>Рис.5

Наприклад, перша група (>рис.6.а) приєднується одного механізму I класу (провідному ланці і стійці), наступна група – або до ланкам першої групи, або частково до ланкам першої групи і провідному ланці або до стійці тощо.

Механізми, освічені приєднанням кількох груп до механізму I класу, як і і він, мають ступенем рухливості, що дорівнює одиниці, оскільки групи не змінюють ступеня рухливості механізму, до якого приєднуються.

Механізми може бути утворені ще й приєднанням груп одночасно до кількох механізмам I класу (рис .>6.б). У таких випадках ступінь рухливості одержуваних механізмів дорівнюватиме числу механізмів I класу, яких виробляється таке приєднання груп, тобто. числу провідних ланок отриманого механізму.

 

а) 2 - провідне ланка                                б) 2 і п'яти – провідні ланки

>Рис. 6

Група ланок (див. мал.7), має дві ланки і трьох пари V класу, називається групою II класу другого порядку чидвухповодковой групоюАссура. (Приєднання цієї групи до основного механізму виробляється двома повідцями ВР і CD).

Порядок групи визначається кількістю елементів, якими група приєднується до основного механізму.

Механізми, до складу яких входять групи класів не вище другого, називаються механізмами II класу.

Група, що містить дві ланки і трьох обертальні пари, називається першим виглядом групи II класу.

>Рис.7

Усі наступні види групи II класу можна отримати шляхом заміни окремихвращательних пар парамипоступательними.

Другим виглядом той вид, у якому поступальної парою замінена одне з крайніхвращательних пар (див. мал.8).

>Рис. 8

Третій вид – поступальної парою замінена середня обертальна пара (див. мал.9).


>Рис.9

Четвертий вид – дві крайні обертальні пари замінені двомапоступательними парами (>рис.10).

>Рис.10

П'ятий вид –поступательними парами замінені крайня й відповідна середня обертальні пари (>рис.11).

>Рис.11

Отже, в пласких механізмах звращательними,поступательними і вищими парами IV і V класів є п'ять груп II класу. Більшість сучасних механізмів, що застосовуються у техніці, належить до механізмам II класу.

Розглянемо тепер друга можливе поєднання чисел ланок і кінематичних пар. Наступна за кількістю ланок група повинна містити чотири ланки і зібрали шість пар V класу (>рис.12). І тому поєднання можна отримати три типу кінематичних ланцюгів, структурні принципи освіти яких різні.

Перша кінематична ланцюг є складнішунезамкнутую кінематичну ланцюг і є групою III класу третього порядку й називаєтьсятрехповодковой групою.

>Рис.12

>ЗвеноEFC – базисне ланка.

Механізми, до складу яких входять групи не вище груп III класу третього порядку, називаються механізмами III класу (>рис.13).


>Рис.13

Друга кінематична ланцюг – замкнута кінематична ланцюг, яка приєднується до ланкам «>k» і «>m» основного механізму не елементами повідців, а вільними елементами B і G, які належать засадничими ланками (>рис.14).

>Рис.14

Ця група окрім двох базисних ланокBCD іEGF, їхнім виокремленням дві жорсткі замкнутих контуру, має один рухливий чотирьохсторонній замкнутий контурCEFD (>рис.15).

Групи, до складу яких входять рухливі чотиристоронні замкнуті контури, належать до групам IV класу.

Третій видкинематической ланцюга: ця ланцюг розпадається на дві найпростіші групи II класу –BCD іEFG – і тому належить до раніше розглянутим і представляє нічого нового (>рис.16).

 >Рис. 1.15                                           Рис.1.16

Отже, у складі групи II класу входить односторонній контур, у групу III класу – тристоронній замкнутий контур, у групу IV класу замкнутий чотирьохсторонній контур. Усі розглянуті групи виходять відповідними змінами структури контурів.


ЛІТЕРАТУРА

1.Артоболевский І.І. Теорія механізмів і машин. М, 1975,с.48-90.

2. Кореняко О.С. та інших.Курсовое проектування з теорії механізмів і машин.Киев,1970,с.11-15.


Схожі реферати:

Навігація