Учебное пособие утверждено редакционно-издательским советом оти мифи в качестве учебного пособия Озёрск 2005 удк 531. 8 Б. П. Тимофеев, А. Н. Петров, В. Г. Сосюрко, А. А комаров. Сборник лабораторных работ по курсу «Теория механизмов и машин»



НазваниеУчебное пособие утверждено редакционно-издательским советом оти мифи в качестве учебного пособия Озёрск 2005 удк 531. 8 Б. П. Тимофеев, А. Н. Петров, В. Г. Сосюрко, А. А комаров. Сборник лабораторных работ по курсу «Теория механизмов и машин»
страница1/5
Дата08.06.2013
Размер0.72 Mb.
ТипУчебное пособие
источник
  1   2   3   4   5

Министерство образования и науки Российской Федерации

___________________________________________________



Озерский технологический институт

(филиал)

Московского инженерно-физического института

(Государственного университета)

___________________________________________________


Б.П. Тимофеев, А.Н. Петров, В.Г. Сосюрко, А.А.Комаров


СБОРНИК ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ


ПО КУРСУ « ТЕОРИЯ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН»


Учебное пособие


УТВЕРЖДЕНО

редакционно-издательским советом ОТИ МИФИ

в качестве учебного пособия


Озёрск

2005

УДК 531.8



Б.П. Тимофеев, А.Н. Петров, В.Г. Сосюрко, А.А Комаров.


Сборник лабораторных работ по курсу «Теория механизмов и машин»: Учебное пособие / 2-е издание. Под ред. В.Г. Сосюрко.- Озерск, изд. ОТИ МИФИ- 2005


В сборнике приведены краткие теоретические сведения по теме каждой работы и устройству лабораторного оборудования, подробно изложена методика выполнения лабораторных работ.

Сборник предназначен для использования студентами специальностей 240801 «Машины и аппараты химического производства» и 151001 «Технология машиностроения» в процессе изучения курса «Теория механизмов и машин».


Рис. 33. Табл. 6. Библиогр. 7 назв.


Рецензенты: 1. Заведующий кафедрой №18 МИФИ проф. Ю.В. Милосердин

и доцент кафедры №18 МИФИ В.В. Носовский.

2. Начальник техотдела завода № 40 ПО Маяк В.Р. Бородин.

3. Доцент кафедры ТМ и МАХП ОТИ МИФИ Е.А.Молчанов.


^

Озерский технологический институт (филиал) МИФИ (ОТИ МИФИ). 2005г.




СОДЕРЖАНИЕ


Стр.

1. Предисловие…………………………………………………………………....4

2. Общие требования к выполнению лабораторных работ…………………....4

3. Лабораторная работа № 1.Составление кинематических схем и структур-

ный анализ плоских механизмов… ……………………………………….....5

4. Лабораторная работа № 2. Изучение работы кулачкового механизма…...13

5. Лабораторная работа № 3. Построение эвольвентных профилей зубьев зубчатых колёс методом огибания………………………………………….20

6. Лабораторная работа № 4. Определение момента инерции ротора

электродвигателя методом падающего груза……………………………..28

7. Лабораторная работа № 5. Уравновешивание вращающихся масс………35

8. Лабораторная работа № 6. Балансировка вращающихся масс ротора при

неизвестном расположении неуравновешенных масс…………………….41

9. Лабораторная работа № 7. Определение приведенного коэффи-

циента трения методом выбега……………………………………………..50

10. Лабораторная работа № 8. Изучение манипуляторов и их технических

характеристик………………………………………………………………..58

11. Литература………………………………………………………………….65

12. Приложение………………………………………………………………...66


1 ПРЕДИСЛОВИЕ


Сборник лабораторных работ предназначен для студентов механических специальностей, изучающих курс «Теория механизмов и машин».

Содержание сборника охватывает весьма широкий спектр вопросов, связанных с изучением общих методов структурного и динамического анализа и синтеза различных механизмов.

Важное место в сборнике занимают работы, связанные с такими перспективными направлениями в теории механизмов и машин, как вопросы уравновешивания механизмов, трения в механизмах и машин, устройства и работы манипуляторов.

При проведении лабораторных работ студенты изучают практические приемы решения задач анализа и синтеза – графические, графоаналитические и аналитические, овладение которыми необходимо будущим инженерам.


^ 2 ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ


До начала выполнения работы следует ознакомиться с ее описанием по сборнику лабораторных работ и получить допуск у преподавателя на проведение работы, ответив на контрольные вопросы. После выполнения работы и показа полученных результатов преподавателю студенты оформляют отчет по лабораторной работе.

На титульном листе отчета указываются наименование учебной дисциплины, название работы, фамилия и номер группы в которой обучается студент, выполнивший работу. Образец оформления титульного листа приведён в приложении.

В отчёте излагается цель работы, приводятся исходные данные, эскизы оборудования, на котором проводятся эксперименты, схемы, таблицы и графики с результатами экспериментов, необходимые формулы и расчеты. В конце отчета делаются выводы по проделанной работе.

Занесение данных в таблицы следует производить четко и аккуратно, выполнение эскизов, схем и графиков – с помощью чертежных инструментов.




^ 3 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1


СОСТАВЛЕНИЕ КИНЕМАТИЧЕСКИЙ СХЕМ И СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ ПЛОСКИХ МЕХАНИЗМОВ


Цель работы: развитие умений и навыков составления кинематических схем и структурного анализа механизмов.


^ 3.1 Основные теоретические сведения


При изучении общих свойств механизмов необходимо выделять наиболее существенные общие признаки механизмов, отвлекаясь от частных признаков, присущих конкретному механизму. Например, при изучении кинематических свойств механизма достаточно иметь его схему, содержащую сведения, необходимые для определения кинематических характеристик: перемещений, скоростей и ускорений.

Конструктивные формы отдельных частей механизма для одной и той же схемы могут быть различными, и они, как правило, не влияют на кинематические характеристики.


^ 3.1.1 Основные определения


Механизм – есть система тел, предназначенных для преобразования движения одного или нескольких твердых тел в требуемые движения других твердых тел. Если в состав механизма, кроме твердых тел, входят жидкие или газообразные тела, то механизм называется соответственно гидравлическим или пневматическим.

Деталь – изделие, изготовленное без применения сборочных операций из однородного по наименованию и марке материала.

Звеном называется одна или несколько деталей, образующих при движении жесткую систему тел. Например, собранный шатун двигателя внутреннего сгорания.

Кинематической парой называется подвижное соединение двух соприкасающихся звеньев.

Те точки, линии или поверхности, по которым происходит соприкосновение звеньев при образовании подвижного соединения, называются элементами кинематической пары. По характеру соприкосновения элементов, кинематические пары подразделяются на низшие и высшие. В низших парах соприкосновение элементов происходит по поверхности, а в высших парах по линии или в точке.

По классификации И.И.Артоболевского и С.Н.Кожевникова кинематические пары подразделяются на 5 классов, причем номер класса кинематической пары совпадает с числом связей, накладываемых парой на относительное движение звеньев. Например, поступательная и вращательная кинематические пары являются низшими парами 5-го класса (рис. 3.1).

По предложению В.В.Добровольского, все кинематические пары подразделяются по числу степеней свободы на одно-, двух-, трёх-, четырёх - и пятиподвижные. В отличие от классификации по терминологии И.И.Артоболевского и С.Н.Кожевникова, номер класса кинематической пары совпадает не с числом связей, а с числом степеней свободы, что более логично. В дальнейшем будем использовать терминологию В.В.Добровольского (на рис. 3.1 изображены одноподвижные пары).





а) б)

Рис.3.1. Низшие кинематические пары:

а) поступательная; б) вращательная.

Совокупность звеньев, соединенных кинематическими парами, называется кинематической цепью.

Кинематическая цепь с одним неподвижным звеном (стойкой), в которой при заданном движении одного или нескольких звеньев относительно неподвижного все остальные совершают однозначно определяемые движения, образует механизм.

Звенья механизма, законы движения которых заданы, называются начальными. Звено, принятое за неподвижное, называется стойкой.


^ 3.1.2 Кинематическая схема механизма


Для изучения движения механизма обычно составляется его кинематическая схема, которая вычерчивается в выбранном масштабе с точным соблюдением основных размеров и форм звеньев. Кинематическая схема должна содержать все основные параметры, необходимые для исследования движения механизма, а именно: длины звеньев, постоянные углы между плечами звеньев, профили элементов высших пар, числа зубцов зубчатых колес и т.д.

При составлении кинематических схем используются условные изображения звеньев и кинематических пар по ГОСТ 2.703-75, ГОСТ 2.770-75.

После составления кинематической схемы вычисляется степень подвижности W механизма, которая равна числу степеней свободы кинематической цепи относительно звена, принятого за неподвижное и определяет необходимое число ведущих звеньев. Для плоской кинематической цепи, согласно формуле Чебышева,


(3.1)

где n – число подвижных звеньев;

p1 и p2 – соответственно, число кинематических пар одно- и двухподвижных.


^ 3.1.3 Структура и классификация механизмов


В современной технике используется огромное количество разнообразных механизмов. Создание методики кинематического и динамического исследования каждого механизма в отдельности является нецелесообразным. Рациональней увязать эти методики со структурной классификацией механизмов. В настоящее время разработаны методы кинематического и силового исследования для простейших кинематических – цепей – групп Ассура, которые входят в состав любого рычажного механизма.

Принцип образования плоских механизмов был впервые сформулирован в 1914 году Леонидом Владимировичем Ассуром. Согласно этому принципу «схема любого механизма может быть составлена последовательным присоединением к начальному звену (начальным звеньям) и стойке кинематических цепей с нулевой степенью подвижности относительно тех звеньев, к которым группа присоединяется».

Эти кинематические цепи с нулевой степенью подвижности называются группами Ассура.

Согласно классификации Ассура- Артоболевского, группы Ассура образуются звеньями, входящими только в кинематические одноподвижные пары.

Условие, которому должны удовлетворять группы Ассура можно записать так:


(3.2)

откуда

.


Следовательно, число звеньев и число кинематических пар группы Ассура определяется формулами


n = 2k и p = 3k, (3.3)


где k – любое целое число.

Все группы, удовлетворяющие условию (3.3), можно разбить по классам :

Таблица № 3.1

Классы групп Ассура

k

1

2

3

…..

n

2

4

6

…..

p1

3

6

9

…..

Класс группы

2

3 и 4

5 и 6

…..



Простейшее сочетание звеньев и пар в группе Ассура n = 2, p1 = 3 образует группы первого класса второго порядка (рис. 3.2), при этом порядок группы определяется числом свободных элементов кинематических пар, которыми группы Ассура присоединяются к основному механизму.




















а)

б)

в)

г)

д)



Рис. 3.2. Группы Ассура 2 класса второго порядка:

а) 1-го вида; б) 2-го вида; в) 3-го вида;

г) 4-го вида; д) 5-го вида.


Сочетание n = 4, p1= 6 может образовывать группы Ассура третьего и четвёртого класса (рис. 3.3 и 3.4).





Рис. 3.3. Группа третьего Рис. 3.4. Группа четвёртого класса третьего порядка второго класса порядка


Отличительной особенностью группы Ассура 3 класса третьего порядка является наличие базисного звена, входящего в три кинематические пары и образующего некоторый жесткий замкнутый треугольник контур ВСD. Отличительной особенностью группы 4 класса второго порядка является наличие четырехстороннего замкнутого подвижного контура DCEF.

Аналогично образуются группы Ассура более высоких классов (рис. 3.5).




а) б)


Рис. 3.5. Группы Асура третьего порядка:

а) – пятого класса, б) – шестого класса.


Целью структурного анализа является определение степени подвижности механизма и его расчленение на группы Ассура. При структурном анализе кинематическую схему выполнять в масштабе не обязательно.


^ 3.1.4. Замена высших кинематических пар


В тех случаях, когда в механизм входят как высшие, так и низшие кинематические пары, для структурного анализа выполняют замену высших пар цепью, состоящей из звеньев, входящих только в одноподвижные пары. Одну высшую пару в простейшем случае можно заменить одним звеном, входящим в две низшие кинематические пары, расположенные в центрах кривизны профилей, образующих высшую пару. В результате такой замены будут выполнены следующие условия:


1) сохранится прежняя степень подвижности механизма, в котором производится замена;

  1. характер относительного мгновенного движения звеньев механизма при этой замене не изменится.

Рассмотрим несколько примеров замены высших пар кинетической цепью с низшими парами.

Пример 1. На рис. 3.6,а показан механизм, в котором звенья 1 и 2 образуют двухподвижную пару. Для замены этой кинематической пары, проводим общую нормаль N-N в точке касания звеньев и находим центры кривизны, помещаем в них вращательные одноподвижные пары А и В и соединяем их прямой АВ (1 и 2 – радиусы кривизны).

Заменяющий механизм представлен на рис. 3.6,б.

Для основного механизма (см. рис. 3.6,а) степень подвижности определяется:


W = 3n – 2p1 – p2 = 3  2 – 2  2 – 1 = 1.



а) б)

Рис. 3.6 Механизм с двухподвижной кинематической парой:

а) схема механизма; в) схема заменяющего механизма.


Для заменяющего механизма (рис. 3.6,б) степень подвижности равна:

W = 3n – 2p1 = 3  3 – 2  4 = 1.


Пример 2. Рассмотрим механизм, изображенный на рис. 3.7 а.

а) б)
  1   2   3   4   5

Добавить документ в свой блог или на сайт


Похожие:



Если Вам понравился наш сайт, Вы можеть разместить кнопку на своём сайте или блоге:
refdt.ru


©refdt.ru 2000-2013
условием копирования является указание активной ссылки
обратиться к администрации
refdt.ru