PROIECTAREA UNUI MECANISM CU BARE

CAPITOLUL I

1.PROIECTAREA UNUI MECANISM CU BARE

1.1ANALIZA STRUCTURALĂ A MECANISMULUI

1.2 ANALIZA CINEMATICĂ A MECANISMULUI

1.2.1.ANALIZA CINEMATICĂ A MECANISMULUI PRIN METODA GRAFO-ANALITICĂ

1.3.ANALIZA CINETOSTATICĂ A MECANISMULUI

1.3.1.ANALIZA CINETOSTATICĂ PRIN METODA GRAFO-ANALITICĂ

1.3.2.ANALIZA CINETOSTATICĂ PRIN METODA ANALITICĂ

Sa se analizeze din punct de vedere structural,cinematic,cineto-

static si sa se echilibreze mecanismul manivela-piston ,cunoscând:

D_c=85mm

S=85mm

n₁=3220rot/min

=12

m₁=2m₂

m₂=9₂

m₃=0,3m₂

j =333

unde:

1. manivela
2. biela
3. culisa(piston)
4. element fix(batiu)

_tx

_ty

_tz

_Mx

_My

_Mz

f = 3   L = 3n-2C₅-C₄ n = 4 C₅ =4(O,A,B,C)

L =9-8=1

Gradul de mobilitate se calculeaza cu formula:

M = (6-f)(n-1)-(5-f)C₅-(4-f)C₄-(3-f)C

M = 3(n-1)-2C₅-C₄

M =

M=1

Grupele structurale sunt sisteme determinate din punct de vedere cinematic si cinetostatic. Ca urmare ele pot fi studiate independent de restul mecanismului, iar pentru fiecare grupa se poate stabili un procedeu de analiza propriu. În aceste conditii analiza unui mecanism se desfasoara în doua etape:

a)    descompunerea în grupe structurale

b)   aplicarea, pentru fiecare grupa componenta, a procedeului de calcul specific, prestabilit.

Acest mod de abordare a problemei prezinta avantaje importante, deoarece numarul de grupe uzuale, deci de procedee de calcul care trebuie cunoscute, este redus, iar numarul si varietatea de mecanisme ce se pot forma cu ajutorul lor este foarte mare. De asemenea metoda se preteaza foarte bine la aplicarea procedeelor automate de calcul în analiza mecanismelor.

l+r=r-l+s

1.2 ANALIZA CINEMATICĂ A MECANISMULUI

Analiza cinematica a unui mecanism presupune determinarea pozitiei, precum si a distributiei de viteze si de acceleratii pentru fiecare element, cunoscând parametrii constructivi ai mecanismului si miscarea relativa dintre elementele cuplelor conducatoare.

Exista numeroase metode de analiza cinematica, fundamentate pe diverse domenii ale matematicii: geometrie analitica, calcul vectorial, calcul matricial, algebra numerelor complexe.

Studiul cinematic al unui mecanism se poate face fie printr-o abordare globala, fie prin analiza succesiva a grupelor componente

l

unde:

manivela

biela

culisa (piston)

element fix(batiu)

1.2.1.ANALIZA CINEMATICĂ A MECANISMULUI PRIN METODA GRAFO-ANALITICĂ

Pentru aceasta pozitie a mecanismului cunoastem:

l₁=42,5mm

l₂=202,89mm

AS₂=41,57mm

Vrem sa aflam viteza unghiulara a elementului 1:

rad/s

CALCULUL VITEZELOR PRIN METODA GRAFO-ANALITICĂ

Unghiul este unghiul facut de OA cu orizontala ;în pozitia mecanismului ,

cea reprezentata mai sus, acest unghi este egal cu 180⁰;unghiul este unghiul facut de AB cu orizontala si se poate afla astfel: triunghiul AOB, fiind dreptunghic ,are:

Cunoastem l₁,l₂, ;ne propunem sa aflam: v_A , v_B si v_BA.

Punctul A executa o miscare de rotatie, deci putem scrie:

lui

Punctul B executa o miscare de roto -translatie, deci

Dar ,si .În pozitia mecanismului,

Iar

CALCULUL ACCELERAŢIILOR PRIN METODA GRAFO-ANALITICĂ

Ne propunem sa calculam:.

²

Deci ,unde

Dar

Din desen ,iar

Din desen

1.3ANALIZA CINETOSTATICĂ A MECANISMULUI

Fortele care actioneaza asupra elementelor mecanismelor se clasifica în trei categorii: forte aplicate, forte de legatura si forte de inertie.

Din categoria fortelor aplicate fac parte:

Fortele care se exercita, în fiecare cupla conducatoare, din partea unui element asupra celuilalt. Aceste forte sunt dezvoltate de motoarele care antreneaza în miscare relativa elementele cuplelor conducatoare.

Forte tehnologice, care sunt generate ca urmare a operatiei tehnologice executata de mecanism. Aceste forte actioneaza asupra elementelor conduse si sunt foarte diverse ca natura.

Forte elastice, care sunt generate de elementele elastice care pot interveni în constructia mecanismului

Forte de greutate

Fortele de legatura actioneaza în cuplele cinematice si sunt de doua feluri:

Reactiuni normale, care actioneaza pe directia normalei la suprafetele în contact ale fiecarei cuple cinematice

Forte de frecare, care actioneaza tangential la suprafetele în contact ale fiecarei cuple cinematice.

Fortele se clasifica în functie de semnul lucrului mecanic elementar în:

Forte motoare, când lucrul mecanic este pozitiv;

Forte rezistente, când lucrul mecanic este negativ.

1.3.1.ANALIZA CINETOSTATICĂ A MECANISMULUI PRIN METODA GRAFO-ANALITICĂ

Fie forta de inertie, unde i=1,2,3 ;- greutatea elementului i, cu i=1,2,3;J_i -momentul de inertie al elementului i ,cu i=1,2,3.

Fie F_u forta utila necesara pistonului sa coboare. Aceasta forta are expresia urmatoare:

Între reactiuni exista legaturile urmatoare:

are o componenta normala si una tangentiala .

si

1.3.2.ANALIZA CINETOSTATICĂ A MECANISMULUI PRIN METODA ANALITICĂ

OA+AB=OB  

OB=218.56

OX:  

OY: