Решение задач. Механика

по разделу «Теория машин и механизмов» Задание состоит из трех частей:
1. Структурный анализ зубчато-рычажного механизма.
2. Кинематический анализ зубчато-рычажного механизма.
3. Динамический анализ зубчато-рычажного механизма.
Цель структурного анализа – выявить строение (структуру) механизма.

При этом необходимо:
1. Определить число звеньев механизма и назвать каждое из них (например: звено 0 – стойка, звено 1 – кривошип, звено 2 – камень кулисы, звено 3 – кулиса и т.д.);
2. Определить число кинематических пар и дать их характеристику (например: стойка 0 – кривошип, 1 – вращательная кинематическая пара B0,1 пятого класса и т.д.);
3. Определить степень подвижности механизма (по формуле
П.Л. Чебышева);
4. Выявить структурные группы (группы Ассура), входящие в состав механизма; привести схемы групп, назвать их, определить класс группы, написать формулу строения (например: звено 2 – камень и 3 – кулиса образуют двухзвенную двухповодковую группу второго класса третьего вида с двумя внешними вращательными кинематическими парами В1,2, В0,3 и внутренней поступательной П2,3 – группа Ассура 2–3
[B1,2–П2,3–B3,0] и т.д.);
5. Привести формулу строения механизма (в развернутом виде). Задачами кинематического анализа механизма являются:
1. Определение положений механизма и траектории движения его отдельных точек;
2. Определение линейных скоростей и ускорений точек и угловых скоростей и ускорений звеньев.
В данном разделе необходимо:
1. Пользуясь данными табл. 6 построить механизм в масштабе и найти крайние (мертвые) положения механизма по рабочему звену.
2. Построить траектории движения всех характерных точек механизма (шарниров, центров тяжести звеньев) не менее чем по 8 основным и необходимому числу дополнительных положений механизма.
3. Произвести кинематические исследования механизма методом планов. Определить кинематические параметры (скорости, ускорения), найти численные значения линейных скоростей всех характерных точек механизма (кинематических пар, центров тяжести) и угловых скоростей всех звеньев для рассматриваемых положений, для чего – построить планы скоростей для двух положений механизма:
1-е положение – при рабочем ходе (примерно середина рабочего хода);
2-е положение – одно из крайних (мертвых) положений.
Построить планы ускорений (для тех же двух положений) и определить численные значения линейных ускорений всех характерных точек механизма и угловых ускорений всех звеньев для данных положений механизма. Определить направления угловых скоростей и ускорений звеньев механизма, обозначив эти направления знаком плюс (+) или минус (–). За положительное направление угловой скорости и углового ускорения принять направление движения ведущего звена, и отрицательное – при противоположном движении. Примечания:
1. Схема механизма вычерчивается в масштабе ГОСТ 2.302–68 и Ст. СЭВ 1180–78 (1:1; 1:2; 1:2,5; 1:4; 1:5; 1:10 и т.д.; или 2:1; 2,5:1; 4:1; 5:1; 10:1; 20:1 и т.д.).
2. Нумерацию положений следует вести от одного из крайних
(мертвого) положений, соответствующего началу рабочего хода, приняв его за нулевое, и обозначить: А0, А1, А2 и т.д., B0, B1, B2 и т.д.
3. Высота букв и цифр основного шрифта – 5 мм для строчных, 7 мм – для прописных. Индексы и степени – 3,5 мм.
4. Основное положение механизма вычерчивается контурной линией S (0,6…1,5 мм); все остальные положения – линиями S/2…S/3 (в том числе и крайние положения механизма); траектории движения точек – сплошной тонкой линией S/2…S/3.
5. Масштабные коэффициенты планов скоростей μv и планов ускорений μa следует выбирать из ряда: 1; 2; 4; 5; 10; 20; 25; 40; 50; (75); 100 и т.д.; или 0,5; 0,4; 0,25; 0,2; 0,1; 0,05; 0,01 и т.д.
Целью динамического анализа механизма является определение усилий в звеньях механизма, давлений (реакций) в кинематических парах, величины уравновешивающего момента, приложенного к ведущему звену.