ЗАДАНИЯ ДЛЯ РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКИХ РАБОТ И КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ ПО ПРИКЛАДНОЙ МЕХАНИКЕ

ЗАДАНИЯ ДЛЯ РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКИХ РАБОТ И КОНТРОЛЬНЫХ
РАБОТ ПО ПРИКЛАДНОЙ МЕХАНИКЕ
Прикладная механика – дисциплина, представляющая собой основу общетехнической
подготовки студентов не машиностроительных специальностей очной и заочной формы
обучения.
Цель изучения дисциплины – заложить основу технической подготовки студента,
необходимую для последующего изучения специальных инженерных дисциплин, а
также дать знания и навыки в области механики, необходимые при разработке и
эксплуатации машин, приборов и аппаратов.
Согласно программе дисциплины, предусматривается выполнение расчетнографических и контрольных работ.
Общие методические указания и выбор варианта.
Учебная работа студента по изучению дисциплины включает изучение теоретического
материала по учебной литературе; решение типовых задач; и выполнение расчетнографических и контрольных работ; сдачу зачетов.
Темы и варианты заданий составлены в соответствии с рабочей программой.
Выполненная работа должена содержать следующие основные разделы:
1.Структурный и кинематический анализ рычажного механизма.
2.Силовой анализ для заданного положения рычажного механизма.
Пояснительная записка к работе объемом 11÷15 страниц текста оформляется в
соответствии с требованиями к текстовым конструкторским документам.
Графическая часть работы должна содержать чертежи формата А1 или А2 по разделам 1
и2.
Выполненная работа сдается на проверку, затем проводится его защита в указанное
время, до сессии.
Пример выполненной работы можно рассмотреть в учебном пособии [4
Вариант схемы и варианты заданий выбираются по двум последним цифрам шифра.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
ЛИСТ 1. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМА
1.Построить 12 планов положений механизма (при общем изображении стойки),
согласно равноотстоящим нумерованным положениям входного звена 1,
показанным на схеме механизма. Для случаев, когда выходное звено 3 совершает
возвратные движения, дополнительно построить два плана положений при крайних
положениях выходного звена. Построить траекторию точки Е звена 2.
Размеры звеньев, согласно обозначению их точек на схеме механизма, и
значение угловой скорости W1 входного звена 1 указаны в соответствующем
вертикальном столбце таблицы числовых данных.
2.Для найденных положений механизма построить 12 планов скоростей. На
планах показать векторы скоростей всех точек, обозначенных на схеме механизма
буквами, в том числе и точек S —центров масс звеньев, которые при стержневой
форме звена находятся на серединах их полных длин.
3. Построить план ускорений механизма при положении входного звена, номер
которого совпадает с предпоследней цифрой шифра студента. Найти векторы
ускорений всех точек, указанных в п. 2.
4. Построить диаграмму перемещений выходного звена 3 как функцию времени
t; для поступательно движущегося звена —диаграмму перемещений s = f(t), для
вращающегося звена — диаграмму угловых перемещений s = f(t)
5. Определив по планам скоростей согласно характеру движения выходного
звена его скорости или угловые скорости для 12 положений механизма, построить
по их значениям и направлениям диаграмму скоростей или диаграмму угловых
скоростей выходного звена. При этом направления ординат диаграммы следует
согласовывать с наклоном касательных и кривой диаграммы перемещений в
соответствующих точках.
6. Графическим дифференцированием диаграммы скорости или диаграммы
угловой скорости получить соответственно характеру движения диаграмму
ускорений или диаграмму угловых ускорений ведомого звена.
Все три диаграммы следует расположить на общей вертикальной линии для
осей ординат при одинаковых масштабах по осям времени. Рекомендуется по
известным геометрическим свойствам производных на глаз проверить соответствие
в характерных точках кривых: экстремумах, точках перегиба, нулевых значениях.
7. Для заданного положения механизма определить величину ускорения а или
углового ускорения  выходного звена по плану ускорений и по диаграмме
ускорений, подсчитав расхождение в процентах и проверив соответствие
направления ускорения с направлением (знаком) ординаты на диаграмме.
Результаты расчета и сравнения привести на листе.
Л И С Т 2. КИНЕТОСТАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМА
1.Перечертить с листа 1 заданный план положений механизма, его план
скоростей и план ускорений. Подсчитать угловые скорости и угловые ускорения
звеньев, выписать их значения на лист и показать их направления на звеньях.
Студентам, выполняющим только лист 2 курсовой работы, следует начинать без
ориентации на лист 1. Нужно построить: один план положений механизма при
положении входного звена 1, номер которого совпадает с предпоследней цифрой
шифра студента, его план скоростей и план ускорений. При этом следует учесть
указания п. 1, 2, 3 листа 1.
2.Определить, используя план ускорений, инерционные нагрузки механизма в
заданном положении и нанести их на звенья.
Массу т звеньев-стержней находят по их полной длине l и массе g,
приходящейся на 1 м длины звена: m  gl , приняв g=10 кг/м. Массу звеньевползунов определять по найденной массе m 1 ведущего звена 1: масса ползуна 3 в
кривошипно-ползунном механизме m3=4 m 1 в синусном механизме массы
ползунов 2 и 3 принять соответственно m2 = 2 m 1 и m3=10 m 1
Моменты инерции звеньев-стержней относительно оси, проходящей через
центр масс S перпендикулярно плоскости движения, определять приближенно по
форхмуле J S = 0,1 ml 2 Момент инерции относительно параллельной оси,
проходящей через точку X, определяется по известной формуле перехода
Ix=Is+ml2sx, где l SX —расстояние между осями.
3. Определить реакции в кинематических парах группы звеньев 2 и 3 от
действия инерционных нагрузок и сил веса, не учитывая трения.
Следует вычертить группу звеньев 2 и 3 и нанести на звенья действующие
нагрузки. Рядом поместить план сил группы. Если какая-либо сила относительно
мала и при достаточно больших векторах других сил должна изображаться
вектором меньше миллиметра, то его на плане сил можно не показывать. Однако в
общих, буквенных выражениях и при подстановках в них значений приводить все
силы и их плечи; пренебрегать действием силы можно только после того, как будет
показана его незначительность по сравнению с действием других сил.
4. Определить уравновешивающий момент на кривошипе 1 и
уравновешивающую силу, считая ее приложенной в точке A, перпендикулярно
кривошипу ОА. Найти реакцию в опоре 0, учитывая действие уравновешивающей
силы. Выяснить роль уравновешивающей силы в данном положении механизма:
является она движущей силой или сопротивлением. Объяснить, почему, несмотря
на исключение из расчета трения и внешних сопротивлений, оказывается
необходимой внешняя уравновешивающая сила.
Следует изобразить отдельно ведущее звено со стойкой и показать
действующие нагрузки. Рядом поместить план сил ведущего звена. Значения
реакций во всех четырех кинематических парах выписать на лист.
5. Определить уравновешивающую силу с помощью рычага Жуковского и сравнить
ее по величине и направлению с уравновешивающей силой, найденной в п. 4 через
взаимодействие звеньев. Расхождение указать в процентах, выписав на лист.
Литература
1.Н.Н. Левитский, Л.П. Солдаткин, В.Д. Плахтин, Ю.Я. Гуревич Теория
механизмов и машин: Методические указания и контрольные задания
для студентов – заочников инженерно – технических специальностей
вузов. – М.: ВШ, 1989. – 127с.
2.Фролов К.В., Попов С.А., Мусатов А.К. и др. Теория механизмов и
механика машин: Учебник для вузов. – 2-е изд. – М: ВШ,1998.- 496с.
(УДК 621.01./ББК 34.41./Т33).
3.Артоболевский И.И. ТММ: Учебник для вузов.- 4-е изд.- М.: Наука,
1988.- 640с.
4.Попов С.А. Курсовое проектирование по ТММ.- М.: ВШ, 1999.
5.Кореняко А.С. Курсовое проектирование по ТММ.- Киев, 1970.
6.Методические указания и контрольные задания для студентовзаочников инженерно-технических специальностей ВУЗ.Под ред.
П.Г.Гузенкова
ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЗАЩИТЕ ПРОЕКТА
1. В чем заключается задача силового анализа механизмов?
2. Дайте анализ сил, действующих на входные и выходные звенья
механизма.
3. Расскажите о классификации сил, действующих на звенья механизма,
о факторах, от которых зависят действующие силы.
4. Для какой цели при конструировании необходимо знать реакции в
кинематических парах?
5. Как направлены реакции в высших и низших кинематических парах?
6. В чем заключается условие статической определимости
кинематической цепи?
7. Почему группа Ассура является статически определимой системой?
8. В каком порядке производится силовой расчет групп Асура
механизма?
9. В чем заключается метод кинетостатики при силовых расчетах?
10. Сформулируйте принцип Даламбера.
11.Для чего рассчитывается, чему равна и как направлена полная сила
инерции?
12. Чему равен и как направлен момент сил инерции?
13. как определяются касательные составляющие реакций во
вращательной кинематической паре?
14. Как определяются нормальные составляющие реакций во
вращательной кинематической паре?
15. Как определяются реакции во внутренних кинематических парах
структурных групп?
16. Какую роль в механизме играет уравновешивающая сила
(уравновешивающий момент) и как их определить?