Что называется масштабным коэффициентом тмм
Графический метод (метод кинематических диаграмм)
Кинематические диаграммы — это графики функций перемещений, скоростей и ускорений характерных точек звеньев в зависимости от времени, т. e. S=S(t), V=V(t), a=a(t),
а) наглядное представление изменения кинематических характеристик
за один цикл;
б) малая трудоемкость при исследовании простых механизмов.
Недостатки:
а) точность исследования зависит от масштаба построения и от квалификации исследователя;
б) большая трудоемкость при исследовании сложных механизмов.
Исследование начинается с построения плана положений механизма и траекторий движения центров тяжести звеньев.
Планом положений механизма называется графическое представление относительных положений его звеньев, построенное в определенном масштабе.
Масштабом физической величины называют длину отрезка в мм изображающую единицу измерения этой величины.
Например (рисунок 2.6). Длина звена l1 = 0,1 м = 100 мм на чертеже изображается отрезком 
В ТММ вместо понятия масштаб построения пользуются понятием масштабный коэффициент.
Масштабным коэффициентом называется отношение изображаемой единицы физической величины в свойственных ей единицах измерения к длине отрезка на чертеже в мм изображающего эту величину.
Чертежная длина звена 2 (рисунок 2.13)
Определяют нулевое положение построением нескольких пробных положений, методом засечек, пока ползун не окажется в крайнем (левом) положении, противоположном направлению силы полезного сопротивления.
Разбиваем траекторию кривошипа на несколько частей, соответствующих равным интервалам времени (6, 12 или 24). При равно- мерном вращении кривошипа окружность будет разбита на равные части. Соединяем точку О1 с размеченными положениями. Получаем соответствующие положения кривошипа A0, A1… A6.
Определяем траекторию движения центров тяжести звеньев механизма S2 и S3 относительно системы координат X и У.
Т (с) одного полного оборота первого звена (время цикла)
![]() |
| А* |
Рисунок 2.7
w1— угловая скорость первого звена в 1/с.
Масштабный коэффициент времени, с/мм
mt=T/ 

Отрезок 
По оси ординат из точек 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 откладываем величину перемещения центра тяжести S3 вдоль оси X (рисунок 2.7).
Если эти отрезки откладывать прямо с плана положений механизма, то
масштабный коэффициент диаграммы перемещения центра тяжести
вдоль оси X будет равен масштабному коэффициенту построения плана
Построение диаграммы скорости перемещения центра тяжести вдоль оси X, осуществляется методом графического дифференцирования по параметру времени.
Метод хорд.Соединяем точку О с точкой 1 хордой (рисунок 2.10а). Проводим новую систему координат для диаграмм скорости
(рисунок 2.106). Продолжим ось абсцисс влево относительно начала координат и отложим на ней отрезок произвольной длины H1 (мм). Точка Р1 называется полюсом графического дифференцирования.
Из полюса P1 проводим линию 01 1 параллельно хорде 01. Из подобия прямоугольных треугольников ОI1 и Р1 01 1 (рисунок 2.10а,б) следует
где 
Рисунок 2.8
Истинное приращение функции и аргумента

откуда 
Подставим эти значения в равенство (2.1). Тогда
Поскольку величина 


Масштабный коэффициент графика скорости 
Дифференцируя график скорости 
центра тяжести 
На первом участке графика скорости O-Iнаходим точки пересечения графика с отметками времени и соединяем их хордой. Ось абсцисс графика ускорения продолжаем влево на произвольное расстояние Н2 до точки Р2.Точка Р2— полюс графического дифференцирования. Из точки Р2проводим линию параллельно хорде на первом участке графика скорости до пересечения с осью ординат. Получаем точку 

Масштабный коэффициент графика ускорения, (м/с )/мм
Проверка правильности построения диаграмм:
— там, где функция имеет экстремумы, производная равна 0;
Истинные значения скорости и ускорения для всех 12 положений
* Ассур Леонид Владимирович (1878-1920) опубликовал в 1914-1918 гг. «Исследование плоских стержневых механизмов с точки зрения их структуры и классификации»
Выбор масштаба для построения чертежа
После проведения метрического синтеза на листе формата А1 вычерчивается кинематическая схема механизма в масштабе. Повторим определение:
На чертеже построен график некой функции, характеризующей зависимость между временем Т в секундах и длиной H в метрах. Необходимо определить масштаб по оси абсцисс и ординат. По определению:
Зная масштаб графика, можно определить, какой длины отрезок на чертеже нужно отложить, чтобы он соответствовал реальной величине. Например, на чертеже нужно отложить 2 м по оси абсцисс, тогда:
Обратной операцией можно найти, какой реальной величине соответствует отрезок чертежа.
В графической части проекта по Теории механизмов и машин масштаб длин определяется из условия:
Это значит, что для всех линейных размеров на 1 и 2 листе курсового проекта масштаб должен быть найден по формуле:
Обратите внимание, получившийся масштаб нужно округлить в большую сторону так, чтобы он соответствовал ГОСТ 2.302. В тех случаях, когда кинематическая схема не помещается на лист, возможно принятие масштабного коэффициента, округленного в меньшую сторону.
Масштабы, применяемые на инженерных чертежах, обязательно должны соответствовать ЕСКД!
Наиболее внимательные заметили, что масштабный коэффициент \(\mu_H=62.5\;\frac<мм><м>\) не соответствует ЕСКД, следует выбрать наиболее близкий подходящий коэффициент из таблицы. Например, 50 или 75.
| Наименование | Значения |
| Масштабы уменьшения | 1:2; 1:2,5; 1:4; 1:5; 1:10; 1:15; 1:20; 1:25; 1:40 1:50; 1:75; 1:100; 1:200; 1:400; 1:500; 1:800; 1:1000 |
| Натуральная величина | 1:1 | Масштабы увеличения | 2:1; 2,5:1; 4:1; 5:1; 10:1; 20:1; 40:1; 50:1; 100:1 |
Например, масштабный коэффициент 3. При делении длины отрезка 10 мм на этот коэффициент получается иррациональный результат 3,(3). Округляя и откладывая по оси единичные отрезки 3; 6; 9; 12 имеем погрешность 0,33; 0,66; 0,99; 1,2, а это недопустимо!
Такие ошибки очень распространены. Консультант физически не может сосредоточить внимание на такие мелкие моменты в работе каждого студента, и, зачастую, это становится причиной снижения оценки на защите. Будьте внимательны к выбору масштаба в данном курсовом проекте, а тем более в дальнейших инженерных задачах.
Если масштабный коэффициент был выбран успешно, следует приступить к построению кинематической схемы рычажного механизма на чертеже.
Графический метод (метод кинематических диаграмм)
Кинематические диаграммы — это графики функций перемещений, скоростей и ускорений характерных точек звеньев в зависимости от времени, т. e. S=S(t), V=V(t), a=a(t),
а) наглядное представление изменения кинематических характеристик
за один цикл;
б) малая трудоемкость при исследовании простых механизмов.
Недостатки:
а) точность исследования зависит от масштаба построения и от квалификации исследователя;
б) большая трудоемкость при исследовании сложных механизмов.
Исследование начинается с построения плана положений механизма и траекторий движения центров тяжести звеньев.
Планом положений механизма называется графическое представление относительных положений его звеньев, построенное в определенном масштабе.
Масштабом физической величины называют длину отрезка в мм изображающую единицу измерения этой величины.
Например (рисунок 2.6). Длина звена l1 = 0,1 м = 100 мм на чертеже изображается отрезком 
В ТММ вместо понятия масштаб построения пользуются понятием масштабный коэффициент.
Масштабным коэффициентом называется отношение изображаемой единицы физической величины в свойственных ей единицах измерения к длине отрезка на чертеже в мм изображающего эту величину.
Чертежная длина звена 2 (рисунок 2.13)
Определяют нулевое положение построением нескольких пробных положений, методом засечек, пока ползун не окажется в крайнем (левом) положении, противоположном направлению силы полезного сопротивления.
Разбиваем траекторию кривошипа на несколько частей, соответствующих равным интервалам времени (6, 12 или 24). При равно- мерном вращении кривошипа окружность будет разбита на равные части. Соединяем точку О1 с размеченными положениями. Получаем соответствующие положения кривошипа A0, A1… A6.
Определяем траекторию движения центров тяжести звеньев механизма S2 и S3 относительно системы координат X и У.
Т (с) одного полного оборота первого звена (время цикла)
![]() |
| А* |
Рисунок 2.7
w1— угловая скорость первого звена в 1/с.
Масштабный коэффициент времени, с/мм
mt=T/ 

Отрезок 
По оси ординат из точек 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 откладываем величину перемещения центра тяжести S3 вдоль оси X (рисунок 2.7).
Если эти отрезки откладывать прямо с плана положений механизма, то
масштабный коэффициент диаграммы перемещения центра тяжести
вдоль оси X будет равен масштабному коэффициенту построения плана
Построение диаграммы скорости перемещения центра тяжести вдоль оси X, осуществляется методом графического дифференцирования по параметру времени.
Метод хорд.Соединяем точку О с точкой 1 хордой (рисунок 2.10а). Проводим новую систему координат для диаграмм скорости
(рисунок 2.106). Продолжим ось абсцисс влево относительно начала координат и отложим на ней отрезок произвольной длины H1 (мм). Точка Р1 называется полюсом графического дифференцирования.
Из полюса P1 проводим линию 01 1 параллельно хорде 01. Из подобия прямоугольных треугольников ОI1 и Р1 01 1 (рисунок 2.10а,б) следует
где 
Рисунок 2.8
Истинное приращение функции и аргумента

откуда 
Подставим эти значения в равенство (2.1). Тогда
Поскольку величина 


Масштабный коэффициент графика скорости 
Дифференцируя график скорости 
центра тяжести 
На первом участке графика скорости O-Iнаходим точки пересечения графика с отметками времени и соединяем их хордой. Ось абсцисс графика ускорения продолжаем влево на произвольное расстояние Н2 до точки Р2.Точка Р2— полюс графического дифференцирования. Из точки Р2проводим линию параллельно хорде на первом участке графика скорости до пересечения с осью ординат. Получаем точку 

Масштабный коэффициент графика ускорения, (м/с )/мм
Проверка правильности построения диаграмм:
— там, где функция имеет экстремумы, производная равна 0;
Истинные значения скорости и ускорения для всех 12 положений
* Ассур Леонид Владимирович (1878-1920) опубликовал в 1914-1918 гг. «Исследование плоских стержневых механизмов с точки зрения их структуры и классификации»
Масштабные коэффициенты
Масштабным коэффициентом называется отношение численного значения физической величины к длине отрезка в миллиметрах, изображающего эту величину.
Например, если длина звена равна l = 0,05 м, а отрезок, изображающий это звено, AB = 50 мм, то масштабный коэффициент длин μ1 = 0,05/50 = 0,001 м/мм, что соответствует чертежному масштабу 1 : 1; если же АВ = 25 мм, то μ1= 0,05/25 = 0,002 м/мм (1 : 2).
Масштабный коэффициент скоростей μυ, 
pa =50 мм, то μυ =10/50 = 0,2 

14.2. Построение положений рычажных механизмов
Кинематический анализ механизмов выполняется в порядке присоединения структурных групп.
Построение положений плоских механизмов второго класса обычно выполняется методом засечек. В качестве примера рассмотрим кривошипно-ползунный механизм (рис.14.1).
Рис. 14.1. Кривошипно-ползунный механизм
Вначале находим крайние положения механизма (0 и 3), в которых кривошип 1 и шатун 2 располагаются на одной прямой. Для этого из центра О делаем засечки радиусами АВ + ОА и АB – ОА на линии движения ползуна 3. Далее делим окружность, описываемую точкой А, на равные части (например, на шесть) и отмечаем последовательные положения точки А – 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, а затем методом засечек на линии движения ползуна получаем последовательные положения точки В – 0, 1, 2, 3 (движение справа налево) 4, 5, 6 (движение слева направо). S – ход ползуна. В результате получаем последовательные положения всех звеньев механизма.
Траектория некоторой точки К шатуна получается, если все последовательные положения точки соединить плавной кривой.
14.3. Определение скоростей и ускорений
рычажных механизмов методом планов
Формула строения: 
Рис. 14.2. К примеру 14.1
Построение плана скоростей. Скорость точки А начального звена





Рассматриваем структурную группу (2, 3). Для определения скорости точки B составляем векторное уравнение согласно теореме о плоскопараллельном движении:

где 

Уравнение (14.1) решаем графически. Для этого из полюса p откладываем отрезок pa в направлении вектора 


Для определения направления угловой скорости 

Скорость точки K шатуна находим на основании векторных уравнений

где 



Отметим основные свойства планов скоростей.
1. Векторы абсолютных скоростей начинаются в полюсе плана.
2. Векторы относительных скоростей соединяют концы векторов абсолютных скоростей, причем вектор на плане направлен к той точке, которая стоит первой в индексе, например, 
3. Теорема подобия. Отрезки относительных скоростей точек, принадлежащих одному звену, образуют фигуру, подобную соответствующей фигуре звена и сходственно с нею расположенную. Сходственное расположение означает, что направления обхода одноименных контуров совпадают (например, а-b-k и А-В-K – по часовой стрелке). В рассмотренном примере

Построение плана ускорений. Ускорение точки А начального звена
где 

причем вектор 


Выбираем масштабный коэффициент ускорений 






Рассматриваем структурную группу (2, 3). Для определения ускорения точки В составляем векторное уравнение согласно теореме о плоскопараллельном движении:

где 



Отрезок, изображающий 
Уравнение (14.2) решаем графически. Для этого из точки a откладываем отрезок 




Для определения направления углового ускорения 


Ускорение точки K находим на основании теоремы подобия, которая справедлива и для плана ускорений. Для этого методом засечек строим 



В результате получим
Основные свойства планов ускорений такие же, как и планов скоростей.
Глава 15. Методические указания
15.1. Кинематика зубчатых механизмов
с неподвижными осями вращения
Основным кинематическим параметром зубчатого механизма является передаточное отношение.
Передаточным отношением 


Если 

Для механизмов с параллельными осями передаточное отношение считается положительным при одинаковом направлении угловых скоростей и отрицательным – при противоположном.
Для цилиндрической передачи знак «плюс» соответствует внутреннему зацеплению (рис. 15.1, б), а «минус» – внешнему (рис. 15.1, а).
Рис. 15.1. К вопросу о передаточном отношении
Передаточное отношение можно представить в виде
Многоступенчатый зубчатый механизм можно образовать последовательным соединением колес (рис. 15.2), при котором вращение от ведущего вала О1 передается ведомому валу О4 через промежуточные валы О2 и O3, на каждом из которых помещено по два колеса: 2 и 2´, 3 и 3´. Колёса 2 и 2´ жестко соединены с валом O2 и имеют общую угловую скорость 

На одной проекции (см. рис. 15.2) направление угловых скоростей показано круговыми стрелками, а на второй – прямыми.
При последовательном ступенчатом соединении колес передаточное отношение равно произведению передаточных отношений промежуточных зацеплений (см. рис. 15.2):
В данном случае имеем трехступенчатую передачу.
Рис. 15.2. Многоступенчатый зубчатый механизм
В общем случае передаточное отношение

где k – число внешних зацеплений.
При простом последовательном соединении зубчатых колес (рис. 15.3) величина общего передаточного отношения не зависит от количества промежуточных (паразитных) колес:

где K – число внешних зацеплений.
«Паразитные» колеса могут изменять знак передаточного отношения; например, при внешнем зацеплении (см. рис. 15.3) каждое четное колесо 2 и 4 вращается в сторону, противоположную вращению входного колеса 1, а каждое нечетное колесо 3 – в сторону вращения входного колеса 1.
Рис. 15.3. Последовательное соединение зубчатых колес
На рис. 15.4 показано последовательное соединение, состоящее из трех колес: 1, «паразитное» 2 и выходное 3 с внутренним зацеплением. Передаточное отношение
Рис. 15.4. Последовательное соединение трех колес
Передаточное отношение червячной передачи равно отношению числа зубьев колеса к числу витков червяка:
где 

Механизм, изображенный на рис. 15.5, состоит из пары цилиндрических колес 1 и 2, пары конических колес 2´, 3 и червячной пары 3´ и 4, где звено 3´ – червяк, а 4 – червячное колесо. Общее передаточное отношение для этого механизма
где 

Знак для общего передаточного отношения можно поставить лишь для того случая, когда входной и выходной валы вращаются относительно осей, параллельных друг другу.
Рис. 15.5. Многоступенчатый механизм
15.2. Кинематика зубчатых механизмов
с подвижными осями вращения
Зубчатая передача, у которой геометрическая ось хотя бы одного из колес подвижна, называется планетарной. Различные планетарные механизмы можно представить в виде трех типов передач.
1. Дифференциальные передачи, обладающие двумя степенями подвижности, у которых все основные звенья подвижны (рис. 15.6). Эти передачи позволяют суммировать два или несколько потоков мощности, поступающих от независимых источников, либо распределять их по независимым потребителям.
Рис. 15.6. Дифференциальная передача
2. Простые планетарные передачи, обладающие одной степенью подвижности, у которых одно из основных звеньев закреплено неподвижно (рис. 15.7, закреплено звено 3). Такие механизмы служат для последовательной передачи потока мощности.
Рис. 15.7. Планетарная передача
3. Замкнутые дифференциальные передачи, получаемые из дифференциальных передач путем замыкания двух основных звеньев (центрального колеса и водила) простой передачей, состоящей из колес 1, 2, 3 (рис. 15.8). Такие передачи позволяют получить большие передаточные отношения при малых габаритах.
Рис. 15.8. Замкнутая дифференциальная передача
Рассмотрим механизм, изображенный на рис. 15.6. Определим число степеней подвижности, если n = 4 – число звеньев, p5 = 4 и p4 = 2 – число кинематических пар V и IV класса.
Определенность в движении звеньев уэтого механизма будет в том случае, если будут заданы законы движения двум звеньям.
Основными звеньями механизмов с подвижными осями являются водило (Н) и соосные с ним колёса (1 и 3). В данном случае все основные звенья подвижные. Оба эти признака (W > 1 и подвижные основные звенья) определяют дифференциальный механизм.
Определим степень подвижности для механизма, изображенного на рис. 15.7:
У этого механизма колесо 3 (основное звено) неподвижно и W = 1. Оба признака определяют планетарный механизм. В механизмах замкнутых дифференциалов все основные звенья подвижные но число степеней подвижности равно единице (W = 1). Таким образом, только по совокупности двух признаков механизмы с подвижными осями можно отнести к тому или иному типу.
Формулы (15.1), (15.2) для определения передаточного отношения планетарных и дифференциальных механизмов использовать нельзя, так как сателлит участвует в сложном движении, состоящем из вращения вокруг оси O2 и вращения вместе с водилом Н вокруг оси Он (см. рис. 15.6, 15.7).
Для вывода зависимостей, связывающих угловые скорости механизмов, имеющих подвижные оси, воспользуемся методом обращения движения.
Допустим, что в действительном движении звенья механизма (см. рис.15.6) имеют угловые скорости 

\
Так как водило Н стало неподвижным ( 
где 
В правую часть предыдущей зависимости подставим значение относительных скоростей:

Полученное уравнение называется формулой Виллиса для дифференциальных механизмов. Левая часть, как показано выше, может быть выражена через число зубьев колес. Определенность в решении правой части будет иметь место, когда будут известны скорости двух ведущих звеньев. Установим, какой вид примет формула Виллиса для планетарного механизма, изображенного на рис. 15.7. У этого механизма колесо 3 жестко соединено со стойкой (заторможено), т. е. 
Таким образом, имеем

Полученную зависимость называют формулой Виллиса для планетарных механизмов, а передаточное отношение 
Как и для дифференциальных механизмов, 

где 
Достоинством планетарных механизмов является возможность получения больших передаточных отношений при малых габаритах.
Пример 15.1. Определить передаточное отношение 
Рис. 15.9. К примеру 15.1
Это одноступенчатый планетарный редуктор. Используя формулу (15.4), запишем
Рис. 15.10. К примеру 15.2
Принять средний модуль конического колеса mm = 2 мм, ширину колеса b = 20 мм, плотность ρ = 8000 кг/м, смещение центра масс (точки А, рис. 15.11) l = 2 мм.
Рис. 15.11. Смещение центра масс
1) передаточное отношение между входным и выходным звеньями и направление вращения;
2) угловую скорость и угловое ускорение выходного звена, их направление показать на схеме передачи;
3) время, в течение которого угловая скорость увеличится в два раза;
4) величину и направление силы инерции и момента пары сил инерции звена 1 в начале и конце найденного в предшествующем пункте промежутка времени, сравнить силу инерции с силой тяжести и показать на чертеже направления вращения, ускорения и инерционных нагрузок;
5) общий коэффициент полезного действия передачи.
Дата добавления: 2015-06-17 ; просмотров: 11086 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ









































































