WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |
Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ Кафедра теоретической механики и теории механизмов ТЕОРИЯ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН Учебно-лабораторный практикум Специальность – 150 405 “Машины и оборудование лесного комплекса” Санкт-Петербург 2006 НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ УДК 62-192 (07) Теория механизмов и машин: Учебно-лабораторный практикум /. Сост.

С.Г. Петров, Э.В. Азарова, В.Е. Головко, Н.Н. Кокушин, Н.В. Кузнецова, Ю.Н.

Лазарев; ГОУВПО СПбГТУРП. СПб., 2006. 66 с.

В предлагаемом практикуме дано описание лабораторных работ применительно к установкам, имеющимся в составе лаборатории теории механизмов и машин кафедры ТМ и ТММ. При описании каждой лабораторной работы дается теория вопроса, конструкция установки и методика проведения работы. Для большинства лабораторных работ в приложении предлагаются примеры форм отчетных бланков. Учитывая целесообразность проведения эксперимента с анализом ошибок, в руководстве приведены краткие сведения по теории приближенных вычислений.

Предназначен для студентов специальности 150 405 “Машины и оборудование лесного комплекса” дневной, заочной форм обучения и самостоятельной подготовки студентов к проведению лабораторных работ.

Рецензенты: профессор кафедры машин автоматизированных систем А.А.

Гаузе ГОУ ВПО СПбГТУ ПР;

доцент, канд. физ.-мат. наук кафедры сопротивления материалов СанктПетербургского государственного политехнического университета.

Подготовлен и рекомендован к печати кафедрой теоретической механики и теории машин и механизмов СПбГТУ РП (протокол № 3 от 30 ноября 2005 г.).

Утверждено к изданию методической комиссией факультета механики автоматизированных производств СПбГТУ РП (протокол № 5 от 24 февраля 2006г.) Редактор Т.А.Смирнова Корректор М.А. Полторак Техн. редактор Л.Я. Титова Подп. к печати 29.04.2005г. Формат бумаги 60x84/16. Бумага тип. №1. Печать офсетная. Объем 4,25 печ. л; 4,5 уч.-изд.л. Тираж 100 экз. Изд.№83. Цена «С».

Заказ Ризограф ГОУВПО Санкт-Петербургского государственного технологического университета растительных полимеров, 198095; Санкт-Петербург, ул. Ивана.

Черных, 4.

© ГОУВПО Санкт- Петербургский государственный технологический университет растительных полимеров, НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ ВВЕДЕНИЕ Лабораторные работы по теории механизмов и машин предназначены для закрепления знаний, полученных при изучении теоретического раздела курса.

В предлагаемом практикуме дано описание работ применительно к установкам, имеющимся в лаборатории теории машин и механизмов кафедры ТМ и ТММ. При описании каждой лабораторной работы приводится теория вопроса, конструкция установки и методика проведения работы. Для большинства лабораторных работ в приложении представлены образцы форм отчётных бланков.

Учитывая целесообразность проведения эксперимента с анализом ошибок, в пособии приведены краткие сведения по методам приближенных вычислений, а в формах бланков отчетов по лабораторным работам для вычисления ошибок измерений отведены специальные места.

В современной инженерной практике находят широкое применение электрические методы измерения механических величин, поэтому такие методы включены в ряд лабораторных установок.

После выполнения лабораторного практикума и оформления отчетов студент сдает коллоквиум по содержанию работ.

НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № СОСТАВЛЕНИЕ КИНЕМАТИЧЕСКИХ СХЕМ И СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ ПЛОСКИХ МЕХАНИЗМОВ ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ B этой работе студент должен ознакомиться с применяемыми для изображения кинематических схем условными обозначениями, научиться составлять кинематические схемы и уметь производить структурное исследование механизмов.

Проектирование (синтез) новой машины или исследования (анализ) уже имеющихся начинают с составления кинематической схемы механизма, входящего в состав машин.

Кинематическая схема должна иметь все параметры, необходимые для дальнейшего кинематического и силового расчета механизма, в том числе длины звеньев, постоянные углы межу плечами звеньев, профили элементов высших пар, число зубцов зубчатых колес и т. д.

Конструктивные особенности звеньев, не оказывающих влияние на движение механизма, кинематической схемой не учитываются.

Механизм состоит из звеньев, входящих в кинематические пары, поэтому надо уметь изображать их на кинематических схемах; их условные обозначения приведены в табл. 1. 1.

В качестве примера составления кинематической схемы приведен чертеж и кинематическая схема двухцилиндрового двигателя (рис. 1.1).

Так, при изображении на схеме шатуна нет необходимости вычерчивать все детали, из которых он состоит, важно отметить только положение осей вращательных кинематических пар и жесткую связь между ними. Схема двигателя достаточно проста и составить ее нетрудно, однако во многих случаях составление схемы не является простой задачей и требует от исполнителя соответствующих навыков. При составлении схемы вначале без масштаба от руки следует набросать эскиз кинематической схемы механизма и на нем проставить размерные цепи, которые необходимы для построения схемы в масштабе (координаты всех осей неподвижных кинематических пар, длины звеньев, расстояния и углы между осями кинематических пар). После измерения вычерчивается окончательная схема в масштабе.



НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ДЛЯ КИНЕМАТИЧЕСКИХ СХЕМ МЕХАНИЗМОВ Таблица 1.№ п/п. Объект изображения Условные обозначения 1 Звенья 2 Кинематические пары 5-го класса а) Вращательные б) Поступательные 3 Кинематические пары 4-го класса При проведении структурного анализа определяется число степеней свободы механизма и производится разложение механизма на структурные группы (группы Ассура).

В данной работе надо рассмотреть две модели механизмов, определить число звеньев и кинематических пар, составить в масштабе кинематические схемы этих механизмов, провести их структурный анализ.

НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ Рис. 1.ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ 1. Ознакомиться с моделью механизма, установить назначение назначение механизма (например, преобразование вращательного движения в механизма (например, преобразование вращательного движения в поступательное). Вращая ведущее звено, проследить движения остальных поступательное). Вращая ведущее звено, проследить движения остальных звеньев.

звеньев.

2. Выбрать положение механизма, при котором лучше всего видно 2. Выбрать положение механизма, при котором лучше всего видно относительное расположение звеньев, и вычертить черновой эскиз относительное расположение звеньев, и вычертить черновой эскиз кинематической схемы, руководствуясь табл. 1.1, 1.2. Проставить на нем кинематической схемы, руководствуясь табл. 1.1, 1.2. Проставить на нем размерные цепи, подлежащие измерению и дать проверить преподавателю.

размерные цепи, подлежащие измерению и дать проверить преподавателю.

3. Измерить необходимые параметры звеньев и вычертить 3. Измерить необходимые параметры звеньев и вычертить кинематическую схему в выбранном масштабе. За масштаб схемы кинематическую схему в выбранном масштабе. За масштаб схемы принимается отношение истинного размера LAB в метрах к изображающему принимается отношение истинного размера LAB в метрах к изображающему его отрезку АВ в миллиметрах его отрезку АВ в миллиметрах LAB e =, м/мм.

AB НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ КИНЕМАТИЧЕСКИЕ СХЕМЫ НЕКОТОРЫХ МЕХАНИЗМОВ Таблица 1.№ п/п. Объект изображения Условное обозначение 1 Шарнирный четырехзвенник 2 Кривошипно-шатун- ный механизм 3 Кривошипно-кулисные механизмы 4 Трехзвенные зубчатые механизмы а) Внешнее зацепление б) Внутреннее зацепление НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ Окончание табл. 1.№ п/п. Объект изображения Условное обозначение 5 Кулачковые механизмы а) Центральный меха- низм с толкателем, оканчивающимся острием б) Механизм с тарель- чатым толкателем в) Механизм с качающимся толкателем и роликом на его конце На схеме пронумеровать звенья арабскими цифрами (1,2,3,….), кинематические пары обозначить буквами латинского алфавита (A,B,C,D,….O1…).

4. Определить число степеней подвижности по формуле:

W = 3 (n -1) - 2 P - P, 5 где n - число звеньев;

Р5 - число кинематических пар пятого класса;

Р4 - число кинематических пар четвёртого класса;

5. Провести структурный анализ механизма по классификации Л.В.

Ассура.

НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ Сначала отделить простейший механизм, состоящий из стойки ведущего звена, соединенный кинематической парой пятого класса.

Затем выделить структурные группы Ассура и вычертить все группы в отсоединенном виде на плане; при определении класса отсоединенных групп руководствоваться табл. 1.3.

Таблица структурных групп (групп Ассура) различных классов Таблица 1.Класс Поря- Число Число пар Схема группы док звеньев 5-го класса 2 2 2 3 3 4 4 2 4 Следует соблюдать следующие правила при разложении механизма на структурные группы:

а) число ведущих звеньев должно быть равно числу степеней подвижного механизма;

б) учесть пассивные связи и лишние степени подвижности, не включать их в формулы определения;

НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ в) произвести условную замену высших кинематических пар низшими и вычертить схему заменяющего механизма;

г) при разложении механизма на группы Ассура надо сначала отделить самую простую группу – группу II–го класса, и только тогда, если это нельзя сделать, следует отделять более сложные группы.

6. Составить формулу строения механизма, показывающую порядок присоединения групп Ассура.

7. Проделать такую же работу для другого механизма.

НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1. ЭВОЛЬВЕНТНОЕ ЗУБЧАТОЕ ЗАЦЕПЛЕНИЕ ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ Зубчатые механизмы находят самое широкое применение в машинах.





Они используются для изменения угловой скорости ведомого звена. При этом обычно совершенно необходимым является требование постоянства передаточного отношения не только за целые обороты зубчатых колес, но и в течение зацепления каждой пары зубьев. В противном случае будут иметь место колебания скорости ведомого звена при постоянной скорости ведущего и, следовательно, дополнительные динамические давления в звеньях передающего механизма. Условие, которому должны удовлетворять профили зубьев для сохранения постоянного передаточного отношения, определяется основной теоремой зацепления, гласящей, что общая нормаль АВ к профилям зубчатых колес П1, и П2 в точке их касания К делит межцентровое расстояние О1О2 на части, обратно пропорциональные угловым скоростям. Точка пересечения нормали и межцентрового расстояния называется полюсом зацепления Р (рис. 2. 1). Для того чтобы передаточное отношение было постоянно, необходимо выбрать такой профиль зубьев, чтобы при зацеплении пары зубьев в любом положении полюс зацепления Р сохранял свое положение на линии центров. Этому условию удовлетворяют профили зубьев, очерченные эвольвентами окружностей.

Рис.2.1 Рис. 2.Эвольвентой называется линия М1М0, описываемая точкой М прямой NN, которая катится без скольжения по окружности радиуса гв = ОА (рис.

2. 2). Из построения видно, что эвольвента будет располагаться вне НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ окружности радиуса г0 и начинаться на этой окружности. Окружность, по которой катится прямая, называется основной окружностью.

Основные свойства эвольвенты:

1. Радиус кривизны эвольвенты для точки равен AM, и, следовательно, центр кривизны любой точки эвольвенты лежит на основной окружности.

2. Радиус кривизны AM эвольвенты нормален к эвольвенте в точке М и в то же время касается основной окружности в точке А.

3. Длина касательной AM равна длине дуги АМ0.

На рис. 2. 3 показано зацепление двух зубьев. Нормаль к профилям зубьев в общей точке М контакта их проходит через полюс Р и по свойству эвольвенты касается основных окружностей колес. При вращении колес точка контакта М перемещается по этой внутренней касательной, которая является линией зацепления. Давление от колеса к колесу передается по линии зацепления под углом к линии ТТ, являющейся общей касательной к начальным окружностям колес. Угол называется углом зацепления.

На рис. 2. 4 изображена часть зубчатого колеса. Боковые профили зубьев очерчены по эвольвенте. Расстояние между односторонними профилями двух смежных зубьев колеса, взятое по дуге, называется Рис.2.3 Рис. 2.шагом зацепления. Делительной окружностью называется такая окружность зубчатого колеса, по которой шаг равен стандартному шагу. Число зубьев z колеса должно быть целым, поэтому шаг зацепления должен быть кратен длине окружности, по которой он откладывается. Следовательно, если обозначить через r радиус делительной окружности колеса, Pt — шаг по НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ этой окружности и z - число зубьев колеса, то должны иметь место равенства:

P z mz t 2r = zP и r = =.

t 2 P t Величина m = называется модулем. Модуль измеряется в миллиметрах и служит основным параметром, определяющим размеры зубчатого колеса и его элементов. Значения модуля определяются стандартом.

Зубчатое колесо называется нулевым, если по делительной окружности толщина зуба S равна ширине впадины SВ. Размеры элементов нулевых колес и их зацепления, выраженные через модуль, приведены в табл. 2. 1.

Таблица 2.Элементы колеса и зацепления Обоз- Расчетная формула начение нормальный укороченный зуб зуб Шаг зацепления Pt m m Радиус делительной окружности 1 mz mz r 2 Высота головки зуба ha m 0,8 m Высота ножки зуба hf 1,25 m 1,1 m Радиус окружности выступов ra r+m r+0,8m Радиус окружности впадин rf r – 1,25 m r – 1,1 m Толщина зуба по делительной 1 m m s окружности 2 Ширина впадины по делительно 1 m m sB окружности 2 Угол зацепления 20 Радиус основной окружности rв r cos() r cos() 1 A m(z1 + z2) m(z1 + z2) Межцентровое расстояние 2 При изготовлении зубчатых колес методом обкатки инструмент изготовляется либо в виде зубчатого колеса с эвольвентными профилями зубьев (так называемый долбяк), либо в виде зубчатой рейки с прямолинейными профилями зубьев (так называемая гребенка). При нарезании зубчатого колеса заготовке его и инструменту сообщают то относительное движение, которое они имели бы, если бы находились в зацеплении.

НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ Инструмент имеет дополнительное возвратно-поступательное движение вдоль оси колеса, во время осуществления которого режущая кромка инструмента вырезает на заготовке эвольвентный профиль зуба.

Из рис. 2. 5 видно, что шаг рейки имеет одинаковую величину по любой прямой (00 или I–I), параллельной основанию рейки. Толщина зуба гребенки от вершины к основанию увеличивается, ширина впадины уменьшается. Можно провести такую линию 0–0, по которой толщина зуба равна ширине впадины. Эта линия называется модульной прямой рейки.

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.