Схемы конструкций и исходные данные

Данная расчетная работа содержит задачи, когда плоская фигура является многозвенным механизмом. Задача решается аналитическим способом. Целью задачи является определение кинематических характеристик плоской фигуры (угловой скорости и углового ускорения) и кинематических характеристик (скоростей и ускорений) ее точек.

Задача сформулирована отдельно для каждого варианта, схемы механизмов к задаче К2 помещены на рис. 3.4.1 (номер схемы от 1 до10 выбирается в соответствии с номерами вариантов 1-10, 11-20, 21-30), необходимые числовые данные, соответствующие этим вариантам 1-10, 11-20, 21-30 приведены в таблицах 3.4.1 и 3.4.2 (размеры – в метрах [м], углы – в градусах).

Механизм, состоящий из нескольких звеньев, (стержней и ползунов, соединенных друг с другом и с неподвижными опорами О и О₁ —шарнирами (рис. 3.4.1, 0 — 3.4.1,9), совершает движение в плоскости чертежа.

Ведущее звено механизма – кривошип ОА вращается вокруг неподвиж-ной оси О с постоянной угловой скоростью, делая n [об / мин], и приводит в движение ведомые звенья AB, O ₁ B, EF или жестких треугольников (заштрихо-ванные) O ₁ BF (рис. 3.4.1,1 и 3.4.1,2), ABF (рис. 3.4.1,5), O ₁FE (рис. 3.4.1,7). Положение механизма определяется углами j, a, b, которые вместе с другими величинами заданы в табл. 3.4.1, причем углы a и b — постоянные для дан-ного механизма. Дуговые стрелки на рисунках показывают, как при построении чертежа должны откладываться соответствующие углы, т.е. по ходу или против хода часовой стрелки. Построение чертежа начинать с кривошипа ОА, положе-ние которого определяется величиной угла j и его направлением. Выполне-ние чертежа в соответствующем масштабе позволит снимать с чертежа

необходимые размеры, например, мгновенные радиусы.

В положении механизма, указанном на чертеже в соответствии с заданной величиной и направлением угла j,определить аналитически ипостроить на чертеже:

1) положение мгновенных центров скоростей всех звеньев, совершающих плоскопараллельное движение;

2) скорости точек A, B, M, E, F звеньев, совершающих вращательное и плоскопараллельное движения, для последних ─ методом мгновенного центра скоростей и угловые скорости всех звеньев;

3) ускорения точек A, B, M, E, F звеньев, совершающих вращательное и плоскопараллельное движения, для последних методом полюса;

4)угловые ускорения звеньев, совершающих вращательное и плоскопараллельное движения;

5) касательную и нормальную составляющие ускорения точки B;

6)установить характер движения точки B (ускоренное, замедленное).

Рис.3.4.1Схемы конструкций к расчетно-графической работе К2

Таблица 3.4.1 к расчетно- графической работе К 2

Варианты №(1-10)	Исходные данные для схем конструкций (с 1 до 10)
j°
ОА	м	0,2	0,3	0,2	0,25	0,3	0,5	0,3	0,4	0,35	0,32
АВ	1,6	0,5	0,75	0,2	1,4	1,2	1,0	2,0	0,8	0,8
О1В	0,3	0,4	0,5	-	0,4	-	0,5	-	1,2	0,48
О 1 Е	-	-	-	-	-	-	-	0,9	-	-
ЕF	1,0	0,8	-	-	0,8	1,0	0,7	0,9	1,0	1,2
ОО 1	1,6	-	-	-	1,7	-	-	-	-	0,85
BE	-	-	1,2	0,8	0,6	-	-	0,7	-	-
AF	-	-	-	0,85	-	0,7	1,2	-	1,3	0,52
AM	0,8	0,2	0,1	0,5	0,5	1,0	1,1	1,0	0,4	0,4
a	-	0,1	0,8	-	0,6	1,0	0,8	1,0	1,5	-
b	-	0,4	0,4	-	-	-	1,0	0,25	0,2	-
a°				-				-		-	-

Продолжение табл.3.4.1 к РГР К2

Варианты №(11-20)	Исходные данные для схем конструкций (с 1 до 10)
j°
ОА	м	0,3	0,45	0,3	0,3	0,4	0,4	0,2	0,3	0,2	0,3
АВ	1,9	0,53	0,8	0,25	1,2	1,2	0,8	1,4	0,67	1,0
О1В	0,4	0,48	0,45	-	0,6	-	0,4	-	0,3	0,5
О 1 Е	-	-	-	-	-	-	-	0,8	-	-
ЕF	0,8	1,0	-	-	1,5	1,5	1,4	0,8	1,2	0,9
ОО 1	1,0	-	-	-	1,5	-	-	-	-	1,0
BE	-	-	1,0	0,75	0,9	-	-	0,56	-	-
AF	-	-	-	0,9	-	0,9	1,0	-	1,0	0,6
AM	0,5	0,15	0,3	0,6	0,8	1,0	0,9	0,07	0,4	0,5
a	-	0,4	0,82	-	0,7	1,0	0,7	1,0	1,5	-
b	-	0,3	0,35	-	-	-	0,0	0,2	0,5	-
a°				-				-		-	-

Окончание табл. 4.1 к РГР К2

Варианты №(21-30)	Исходные данные для схем конструкций (с 1 до 10)
j°
ОА	м	0,2	0,3	0,2	0,25	0,3	0,5	0,3	0,4	0,35	0,32
АВ	1,6	0,5	0,75	0,2	1,5	1,7	1,0	2,0	0,8	0,8
О1В	0,3	0,4	0,5	-	0,4	-	0,5	-	1,2	0,48
О 1 Е	-	-	-	-	-	-	-	0,9	-	-
ЕF	1,0	1,2	-	-	1,5	2,0	1,5	0,9	2,2	1,2
ОО 1	1,6	-	-	-	1,5	-	-	-	-	0,85
BE	-	-	1,2	0,8	0,8	-	-	0,7	-	-
AF	-	-	-	0,85	-	0,9	1,2	-	1,3	0,52
AM	0,8	0,2	0,1	0,5	1,0	1,0	1,1	1,0	0,4	0,4
a	-	0,2	0,8	-	0,6	1,0	0,8	1,0	1,5	-
b	-	0,3	0,4	-	-	-	1,0	0,25	0,2	-
a°				-				-		-	-

Таблица 3.4.2 к РГР К2

Варианты	Число оборотов [ об/мин] для схем (с 1 до 10)
№ (1-10)	30
№ (11-20)
№ (21-30)

Методические указания и план выполнения расчетно-графической работы К2

1.На чертеже изобразить в соответствующем масштабе механизм в заданном величиной и направлением угла j положении ведущего звена (масштаб указать).

2.Выяснить вид движения каждого звена (поступательное, вращательное, плоскопараллельное) и записать это в постановке задачи.

3.Выбрать систему отсчета, с которой связать оси координат XОYZ так, чтобы ось была направлено перпендикулярно плоскости чертежа на нас.

4.Определить скорость точки А ведущего звена и изобразить этот вектор на чертеже.

5.Найти мгновенные центры скоростей всех звеньев механизма, совершающих плоскопараллельное движение.

6. Определить скорости всех заданных точек механизма и угловые скорости всех звеньев и изобразить их на чертеже (по оси z¢ на нас или от нас..

7.Для точки М звена, совершающего плоскопараллельное движение, скорость определится по формуле , где С_МЦС – мгновенный центр скоростей звена. Расстояние от точки до мгновенного центра скоростей снять с чертежа с учетом масштаба. Векторы скоростей точек изобразить на чертеже.

8.Определить ускорение точки А ведущего звена и изобразить этот вектор на чертеже.

9.Определить угловое ускорение звена АВ по формуле нельзя, так как его угловая скорость определена только для данного мгновенного положения ведущего звена OA. Угловое ускорение звена АВ определяется одновременно с определением ускорения точки В, траектория которой во всех вариантах задания известна. Приняв за полюс точку А, ускорение точки В найдем из равенства

, (*)

в котором - ускорение полюса А – известно, осестремительное ускорение точки В относительно полюса А ─ - вычисляем и изображаем на чертеже, вращательное ускорение точки В относительно полюса А ─ по величине не известно, известна лишь его линия действия (перпендикулярная АВ).

Проецируя векторное равенство (*) на ось, перпендикулярную скорости точки В (нормальное ускорение точки В во всех вариантах легко определяется), найдем величину и направление (углы снимать с чертежа). Изображаем вектор на чертеже.

Величина углового ускорения , а его направление определится из векторного равенства . Вектор изображаем на чертеже в точке А по оси на нас или от нас.

9.Установить характер вращения звена АВ (по направлениям векторов и ).

10.Определить касательное ускорение точки В, проецируя векторное

равенство (*) на касательную в данной точке траектории (углы снимать с чертежа).

11.Установить характер движения точки В (по направлениям скорости и касательного ускорения).

12.Вычислить величину ускорения точки В и вектор изобразить на чертеже.

13.Определить ускорения точек M, E, F, звеньев, совершающих вращательное и плоскопараллельное движения, для последних методом полюса; и

угловые ускорения звеньев, совершающих вращательное и плоскопараллельное движения и изобразить их на чертеже.

Примечание: При изображении на чертеже векторов, найденных

аналитическим способом, можно не придерживаться масштаба.