Прикладная механика. Теория механизмов и машин
Покупка
Тематика:
Общее машиностроение. Машиноведение
Издательство:
Издательский Дом НИТУ «МИСиС»
Год издания: 2019
Кол-во страниц: 47
Дополнительно
Доступ онлайн
В корзину
Представлены методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов специальности 21.05.04 специализаций «Горные машины и оборудование», «Электрификация и энергоэффективность горных предприятий, специальности 23.05.01 «Наземные транспортно-технологические средства» специализации «Технические средства природообустройства и защиты в чрезвычайных ситуациях».
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 23.03.02: Наземные транспортно-технологические комплексы
- ВО - Специалитет
- 21.05.04: Горное дело
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
МИНИС ТЕРС ТВО НАУКИ И ВЫСШ ЕГО О Б РА З О ВА Н И Я РФ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС» ИНСТИТУТ ЭКОТЕХНОЛОГИЙ И ИНЖИНИРИНГА Кафедра инжиниринга технологического оборудования Москва 2019 № 3424 Т.М. Слободяник ПРИКЛАДНАЯ МЕХАНИКА ТЕОРИЯ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН Лабораторный практикум Рекомендовано редакционно-издательским советом университета
УДК 621.01:531.8 С48 Р е ц е н з е н т канд. техн. наук, доц. Д.А. Кузиев Слободяник Т.М. С48 Прикладная механика. Теория механизмов и машин: лаб. практикум / Т.М. Слободяник. – М. : Изд. Дом НИТУ «МИСиС», 2019. – 47 с. Представлены методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов специальности 21.05.04 специализаций «Горные машины и оборудование», «Электрификация и энергоэффективность горных предприятий; специальности 23.05.01 «Наземные транспортно-технологические средства» специализации «Технические средства природообустройства и защиты в чрезвычайных ситуациях». УДК 621.01:531.8 Т.М. Слободяник, 2019 НИТУ «МИСиС», 2019
ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие ..............................................................................................4 Лабораторная работа 1 Составление кинематической схемы механизма ...................................5 Лабораторная работа 2 Структурный анализ плоских механизмов ...........................................18 Лабораторная работа 3 Экспериментальное определение параметров зубчатой передачи .....31 Лабораторная работа 4 Построение профилей эвольвентных зубьев способом огибания ......38 Библиографический список ...................................................................46
ПРЕДИСЛОВИЕ Изложены методические указания по выполнению четырех лабораторных работ по прикладной механике для студентов специальности 21.05.04 специализаций «Горные машины и оборудование», «Электрификация и энергоэффективность горных предприятий»; специальности 23.05.01 «Наземные транспортно-технологические средства» специализации «Технические средства природообустройства и защиты в чрезвычайных ситуациях». При выполнении первой и второй работ студенты приобретают навыки по составлению кинематических схем и структурному анализу рычажных механизмов. В третьей работе определяются основные параметры зубчатых эвольвентных колес. В четвертой работе студенты изучают способ обкатки (огибания) изготовления эвольвентных корригированных зубчатых колес.
Лабораторная работа 1 СОСТАВЛЕНИЕ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ МЕХАНИЗМА Цель работы: овладение навыками составления кинематических схем механизмов. 1. Основные положения Синтез (проектирование) новой машины или исследование уже имеющейся начинают с составления кинематических схем ее механизмов. Машина – это устройство, выполняющее преобразование энергии, материалов и информации. Основным отличительным от других устройств признаком машины является выполнение механических движений. Механизм – это система тел, предназначенная для преобразования движения одного или нескольких тел в требуемые движения других тел. Механизмы входят в состав многих машин и преобразуют движения, получаемые от различных двигателей. Структурная схема механизма – это схема механизма, указывающая стойку, подвижные звенья, кинематические пары с применением условных обозначений, их взаимное расположение. Кинематическая схема механизма – это структурная схема с указанием размеров звеньев, необходимых для проведения структурного и кинематического анализов. Кинематическая схема и проведенный на ее основе структурный анализ служат исходными данными для кинематического и силового анализов механизма. Схемы являются одним из видов конструкторских документов и выполняются с помощью специальных условных графических обозначений, позволяющих показать необходимые элементы и связи между ними. Умение быстро и точно составлять кинематические схемы механизмов необходимо каждому студенту. В данной лабораторной работе студент должен ознакомиться с применяемыми для изображения кинематических схем условными обозначениями, научиться составлять кинематические схемы различных механизмов. 1.1. Составные части механизмов [1] Механизм состоит из многих отдельных деталей. Звено механизма – это твердое тело. Звено может быть простым (одна деталь) и со-
ставным (две детали и более), образующим неразъемное или разъемное соединение, не допускающее относительного движения деталей. То есть единое твердое тело, состоящее из нескольких деталей, не имеющих взаимных относительных движений, и входящее в состав механизма, называется звеном. Любой механизм содержит неподвижное звено – стойку. В механизмах, установленных на подвижном основании, стойка движется относительно земли или каких-либо других объектов. На рис. 1.1 приведены условные обозначения звеньев. Рис. 1.1. Условные обозначения звеньев Подвижные звенья подразделяются на входные, выходные и промежуточные. Входным называется звено, которому сообщается движение от двигателя, и которое затем преобразуется в необходимые движения
других звеньев. Выходным называется звено, реализующее необходимое движение и для получения которого проектируется и создается механизм. Промежуточные звенья называются соединительными. Обычно в механизме имеется один вход и один выход. Вход получает движение от двигателя, а выход соединяется с рабочим органом машины или исполнительным механизмом. Входов и выходов может быть несколько. Например, у дифференциала автомобиля один вход и два выхода. Разделение звеньев на ведущие и ведомые производится по знаку элементарной работы действующих на звено сил. Ведущим называется звено, для которого элементарная работа внешних сил, приложенных к нему, положительна. Ведомым называется звено, для которого элементарная работа внешних сил, действующих на него, отрицательна. Входное звено по признаку действия сил обычно является ведущим, но не обязательно. Также и выходное звено не обязательно является ведомым. Одно и то же выходное звено на отдельных участках может быть то ведомым, то ведущим. Звенья механизма подвижно соединены между собой. Звено может образовывать подвижные соединения с одним или несколькими звеньями. Кинематическая пара – это соединение двух соприкасающихся звеньев, допускающее их относительное движение. Элемент кинематической пары – это поверхность (плоскость), линия или точка звена, по которым оно может контактировать с другим звеном. Пару можно рассматривать как соединение двух элементов, каждый из которых принадлежит одному звену. Приводная кинематическая пара – это пара, в которой звенья перемещаются принудительно с помощью привода, смонтированного на них. Свободное тело в пространстве имеет 6 степеней свободы, или подвижности (6 независимых свободных перемещений). Звенья, входящие в кинематическую пару, всегда имеют меньше шести степеней подвижности, так как их постоянное соприкосновение уменьшает число возможных независимых перемещений. Кинематические пары классифицируются как по числу степеней подвижности H (классификация В.В. Добровольского), так и по числу наложенных связей S (классификация И.И. Артоболевского). В табл. 1.1 приведены условные обозначения кинематических пар. Наиболее распространенными являются одноподвижные кинематические пары.
Таблица 1.1 Условные обозначения пар Число степеней свободы Наименование кинематической пары Обозначение и код Условное графическое обозначение 1 Вращательная Поступательная Винтовая 1 в [100] 1п [010] 1ви [001] 2 Цилиндрическая Сферическая с пальцем 2ц [110] 2сп [200] 3 Сферическая Поступательная 3c [300] 3пл [120] 4 Линейная Сфера – цилиндр 4л [220] сц [310] 5 Точечная 5т [320] Относительные движения звеньев в одноподвижных парах: в поступательной – прямолинейно-поступательное, во вращательной – вращательное, в винтовой – винтовое.
В двухподвижной кинематической паре сферической с пальцем – два независимых движения – поворот вокруг оси пальца и поворот относительно оси, перпендикулярной плоскости кольцевого паза и проходящей через центр сферы. В трехподвижной сферической паре три независимых вращения. В четырехподвижной паре «цилиндр – плоскость» – линейное касание поверхностей. В пятиподвижной паре «шар – плоскость» – точечное касание поверхностей. Звенья рычажных механизмов Рычажные механизмы (рис. 1.2) – это механизмы, звенья которых образуют вращательные, поступательные, цилиндрические и сферические пары. К рычажным механизмам относятся кривошипно-ползунные, шарнирные четырехзвенники и кривошипно-кулисные механизмы. Шарнирными называют механизмы, звенья которых образуют только вращательные пары. Начальное звено – звено, которому приписывается одна или несколько обобщенных координат механизма. Кривошип – звено, совершающее полнооборотное вращение вокруг неподвижной оси. Коромысло – звено, совершающее неполнооборотное вращение (качание) вокруг неподвижной оси. Шатун – звено, образующее пары только с подвижными звеньями и совершающее плоскопараллельное движение. Ползун – звено, образующее поступательную пару со стойкой, и совершающее возвратно-поступательное движение. Кулиса – звено, образующее поступательную пару с другим подвижным звеном и совершающее вращательное, качательное или возвратно-поступательное движение. Направляющая – звено, имеющее большую протяженность элемента поступательной пары. 1.2. Виды механизмов В зависимости от состава звеньев, образующих механизм, различают (см. рис. 1.2) кривошипно-ползунный механизм (а, б, в), двухкривошипный (г), кривошипно-коромысловый (д), двухкоромысловый (е), кривошипно-кулисный (ж), коромыслово-кулисный (з), кулисный (и). Кривошипно-ползунный механизм предназначен для преобразования вращательного движения кривошипа 1 в возвратно-поступательное движение ползуна 3 (см. рис. 1. 2, а, б), и наоборот, возврат
но-поступательного движения ползуна во вращательное движение кривошипа (см. рис. 1.2, в). Кривошипно-коромысловый механизм предназначен для преобразования вращательного движения кривошипа 1 в качательное движение коромысла 3 (см. рис. 1.2, д), и наоборот, качательного движения коромысла во вращательное движение кривошипа. Кривошипно-кулисный механизм предназначен для преобразования вращательного движения кривошипа в качательное (см. рис. 1.2, ж), вращательное (см. рис 1.2, з) или возвратно-поступательное движение кулисы 3 (см. рис. 1.2, и). Рис. 1.2. Кинематические схемы рычажных механизмов
Зубчатый механизм (рис. 1.3) – это трехзвенный механизм, использующий зубчатое зацепление и предназначенный для передачи вращения между валами с параллельными (рис. 1.3, а), пересекающимися (рис. 1.3, б) и перекрещивающимися (рис. 1.3, в) осями. Параметры вращения изменяются от ведущих звеньев 1 к ведомым 2. При необходимости вращательное движение ведущих звеньев преобразовывается в поступательное и наоборот. Подвижными звеньями рядовой зубчатой передачи являются цилиндрические зубчатые колеса, меньшее из которых принято называть шестерней 1, большее – колесом 2. На схеме механизма зубчатые колеса изображаются окружностями, перекатывающимися без скольжения. Кулачковый механизм (рис. 1.4) – это механизм, имеющий в своем составе кулачок. Кулачок 1 – звено механизма, содержащее элемент высшей пары в виде поверхности переменной кривизны, и совершающий вращательное или поступательное движение. Кулачковый механизм предназначен для преобразования того или иного вида движения кулачка в какое-либо движение толкателя 2. Толкатель – звено кулачкового механизма, взаимодействующее с рабочей поверхностью кулачка, и совершающее вращательное, поступательное (рис. 1.4, а, б, в) или качательное (рис. 1.4, г) движение. Рис. 1.3. Кинематические схемы зубчатых механизмов
Доступ онлайн
В корзину