ТММ. Структурный и кинематический анализ рычажного механизма. Расчет зубчатых передач.

Работа 1

Исходные данные:

1. Стуктурный и кинематический анализ механизма

Число звеньев механизма

Число кинематисеских пар 5 класса

Определим степень свободы механизма по формуле Чебышева

постоим механизм на чертеже формата А4 с учетом масштаба

примем длину кривошипа

тогда масштаб

тогда длины остальных звеньев

Построим с учетом полученных размеров механизм шарнирного четырехзвенника на чертеже

Определим скорость точки А

Отмечаем на чертеже произвольную точку Р для построения плана скоростей.

примем отрезок скорости

Тогда масштаб скоростей

откладываем этот отрезок согласно направлению скорости Va

определяем на чертеже возможные направления переносной скорости точки В отностительно точки А, а также абсолютной скорости точки В.

Получим отрезки

Тогда скорости

Определим скорость токи Е

для этого надо определить угловую скорость звена AB

Определим абсолютные скорости центров тяжести звеньев 1, 2, 3

Для этого достаточно разделить отрезки РА, AE, PB пополам

Угловая скорость звена 3

Кинетическа энергия механизма

масса звеньев

Моменты инерции

Кинетическая энегрия механизма состоит из вращательной энергии 1 и 3 звеньев и из энергии вращательного и поступательного движения 2 механизма.

Приведенный к входному валу момент инерции механизма

Задача 2

Исходные данные

Для нахождения передаточного отношения между входным и выходным звеньями, условно разобьем механизм на несколько частей.

Расчет угловой скорости и углового ускорения выходного звена.

Угловая скорость и угловое ускорение выходного звена имеют то же направление, что и входного.

Определим угловую скорость выходного звена

и угловое ускорение

В связи с тем, что скорость и ускорение имеют одно направление, движение является ускоренным.

Расчет времени, в течение которого угловая скорость удвоится

Для определения времени используем уравнение равнопеременного вращения:

Силовой расчет зубчатой передачи.

По условию, центр масс входного звена смещен от оси вращения на 0,5m1. Как следствие помимо момента сил инерции возникает и сила инерции.

Для определения силы инерции, необходимо определить массу зубчатого колеса и момент инерции, приняв его за цилиндр с диаметром, равным

Центр масс неуравновешенного входного звена

Найдем силу инерции

Видно, что касательной составляющей силы инерции можно пренебречь в связи с ее относительной малостью.

Далее найдем момент пары сил инерции:

Т.е. удвоение скорости привело к увеличению вчетверо инерционных сил.

Расчет коэффициента полезного действия передачи.

В случае механизма, состоящего более, чем из одного звена, общий к.п.д. находится по следующей формуле (к.п.д. зубчатой передачи 0,97; планетарной передачи с внутренним зацеплением зубьев 0,96):