Реферат курсовая. Курсовой проект по дисциплине "Прикладная механика" Работу Ст. Гр. Тсс71 Игорев А. Н. Руководитель проекта
Скачать 1.85 Mb.
|
Санкт-Петербургский Государственный Университет Телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-БруевичаКафедра ПРЭС Курсовой проект по дисциплине “Прикладная механика” Работу выполнил: Ст. Гр. ТСС-71 Игорев А.Н. Руководитель проекта: Чуракова Л.Д. Санкт-Петербург 2018 Содержание: 1. Определение равнодействующей плоской системы сил 2. Определение центра тяжести фигуры 3. Расчёт на прочность элемента конструкции РЭА 4. Расчет задачи Список литературы 1. Определение равнодействующей плоской системы сил Вариант № 15 Условие задачи: Блок радиоаппаратуры находится под действием системы 3 сил, заданных модулями сил, величинами углов , составленных силами с положительной осью X, и координатами и точек приложения сил. Требуется определить равнодействующую силу. Исходные значения указаны в таблице 1. Таблица 1. Значение сил, углов и координат.
Решение: 1)Определение главного вектора аналитически Fx = F * cosα; Fy = F * sinα; cos 165= cos (120 + 45)= cos120 * cos45 – sin120 * sin45 = – * – * = –0,97; cos120 = – = – 0,5; cos 240 = – = – 0,5; sin 165 = sin (120 + 45) = sin120 * cos45 + cos120* sin45 = * – *= 0,26; sin 120 = = 0,87; sin 240 = – = – 0,87. Определяем проекции сил , , на координатные оси X,Y: F1x = F1 * cos165 = 75 * (– 0,97) = – 72,75 Н; F1y = F1 * sin165 = 75 * 0,26 = 19,5 Н; F2x = F2 * cos120= 85 * (– 0,5) = – 42,5 Н; (1) F2y = F2 * sin120 = 85 * 0,87 = 73,95 Н; F3x = F3 * cos240 = 110 * (– 0,5) = – 55 Н; F3y = F3 * sin240 = 110 * (– 0,87) = – 95,7 Н; Определяем проекции главного вектора системы на оси координат: Rx =Σ Fix = – 72,75 – 42,5 – 55 = –170,25 ; (2) Ry =Σ Fiy = 19,5 + 73,95 – 95,7 = – 2,25 ; Расчёты по формулам (1) и (2) приводятся в таблице 2, в которой также определили главный момент системы: Таблица 2.
Определяем главный вектор системы: H Где значения и принимают из таблицы. Направление главного вектора определяет угол , который определяем из формул: Определение главного момента системы сил относительно начала координат: 2)Определение главного вектора системы сил графически. Построение выполнили на листе формата А3. Масштабы длин и сил выбраны так, чтобы максимально использовать площадь листа. Определим масштабные значения величин: где l , F –действительное значение длины и силы соответственно, -масштабный коэффициент длин, - масштабный коэффициент сил. Учитывая заданные значения координат, наносят на чертеже координатные оси, точки приложения сил 1,2,3, и изображаем сами силы. Определяем действительное значение главного вектора Где масштабное значение мм, принимают по чертежу. Направление вектора определяем по чертежу: =181 градус. 3)Относительные отклонения определения параметров графическим способом. Отклонения не превышают 2-3% , следовательно, построения и расчёты выполнены правильно. 4)Определение значения и положения равнодействующей. Определяем плечо пары сил: Где С - точка приложения равнодействующей. - действительные значения главного момента и главного вектора, определённые аналитически. 2. Определение центра тяжести фигуры Условия: Определить координаты центра тяжести (центра масс) шасси блока РЭА. Шасси изготовлено из листового материала и представляет собой сложную фигуру. a=280 мм; b=140 мм; c=65мм. Решение: При аналитическом определении положения центра тяжести (центра масс) исходят из понятия “центр параллельных сил”. Полагая, что материал тела сплошной и однородный, приведём формулы для определения координат центра тяжести (центра масс) сложной фигуры: Где - площадь i–ой части сложной фигуры. –координаты центра тяжести i–ой части фигуры. n – число частей сложной фигуры. Вычисление координат центра тяжести (центра масс) простых фигур составляющих сложную: 1) 2) 3) 4) Вычисление координат центра тяжести (центра масс) сложной фигуры: Координаты центра тяжести фигуры [93,84; 58,74; 8,72] мм (относительно начала координат). 3. Расчёт на прочность элемента конструкции РЭА Условия: Построить эпюры продольных сил. Определить размеры прямоугольного и круглого поперечного сечения стержня, растянутого силой. Определить абсолютное удлинение стержня. Материал стержня сталь 20 нормализированная. Определить опасное сечение стержня. F=2000 Н; l=140 мм, отношение b/a = 2. Решение: 1)Из уравнения равновесия определяем реакцию заделки: 2) Построение эпюр продольных сил: участок 0≤ X ≤ l, идём слева ; 3) Определение допускаемого напряжения: Допускаемое напряжение можно определить по формуле: МПа; Где - опасное напряжение, - коэффициент запаса прочности принимают в пределах 1,5-2 - коэффициент концентрации напряжения принимают в пределах 1,5-,2,5 В качестве опасного напряжения для металлов обычно принимают предел текучести, который принимают по таблице 5. =245 МПа (материал – сталь 20) 4) Построение эпюр нормальных напряжений: Из условия прочности можно определить площадь поперечного сечения: а) Если сечение - прямоугольник: б) Если сечение – круг: Т.е. высота должна быть a≥ 3,6 мм, ширина b должна быть b≥ 7,2 мм. Если сечение круглое, тогда r≥ 2,9 мм участок , идём слева 5) Расчет на прочность: Условие прочности при растяжении сжатии Т.к. допускаемое напряжение больше действующего в опасном сечении то после снятия напряжения конструкции вернется в исходное состояние (не останется остаточной деформации.) 6) Расчёт удлинения стержня: При расчёте жёсткости стержня определяют его абсолютное удлинение (укорочение) по формуле ; где i-номер участка - соответственно продольная сила на участке, длина участка, площадь поперечного сечения на участке. 4. Расчётно-графическая работа Условие задачи: Манипулятор промышленного робота типа 2В состоит из двух вращающихся звеньев 1 и 2. Звенья движутся в плоскости XOY. Центр схвата манипулятора – точка С. Заданы функции изменения углов и (, ) и размеры звеньев . Определить скорости и ускорения центра схвата и звеньев манипулятора при движении робота в течении t с (значения определить через каждые с). По результатам расчёта построить графики зависимостей скоростей и ускорений центра и звеньев манипулятора. Проанализировать полученные графики. Решение: 1.1 Задаём движение подвижным звеньям манипулятора: Звенья совершают вращательные движения, закон движения имеет вид (1) где - углы поворота звеньев вокруг центра шарнира сочленяющего данные звенья с предыдущими звеньями кинематической схемы. t - время. 1.2 Исследуем движения звеньев манипулятора: Дифференцируя уравнения типа (1), определяем угловую скорость и угловое ускорение: (2) (3) Используя формулы (2),(3) определяем скорости и ускорения звеньев для моментов времени и так далее. Результаты расчётов представлены в Таблице №1. Таблица №1 Значения скоростей и ускорения звеньев
Строим графики зависимости параметров от времени t для двух звеньев. Анализ графиков: 1.3.Определение движения центра схвата: Используя формулы (1), определяющие движения отдельных звеньев, заданные размеры звеньев, записываем уравнения движения центра схвата в координатной форме (4) Уравнения (4) определяют положение исследуемой материальной точки в любой момент времени t. Дифференцируя уравнения (4) , определяем проекции скорости точки на координатные оси: (5) Дифференцируя полученные значения скоростей, получаем проекции ускорения точки: (6) Скорость и ускорение точки по модулю определяются в виде: (7) (8) 1.4 Исследование движения центра схвата: По формулам (5) и (6) определяем значения проекций скорости и ускорения исследуемой точки на оси координат для моментов времени и так далее. По формулам (7) и (8) определяют скорость и ускорение точки для тех же моментов времени. Результаты расчётов представляют в Таблице 2. Таблица 2:
Таблица 3: Координаты движения центра схвата.
По данным табл.2 строят графики зависимости параметров от времени t. По данным табл.3 строят график перемещения центра схвата. Оценка графиков: Зависимости V и a от t (1 ,0 Из анализа графиков скорости и ускорения видно, что cкорость и ускорение в промежутке времени от t0 до tk возрастают, поэтому движении ускоренное. Траектории движения центра схвата (1 ,0 Из анализа графика видно, что центр схвата манипулятора перемещается в плоскости XOY по прямой вдоль линии OY. Список литературы: 1) Методические указания к выполнению расчетно-графических работ 1 и 2 по теоретической механике. С.С. Степанов, Л.Д. Чуракова; ЛЭИС. – Л., 2009г. 2) Методические указания к лабораторным работам по курсу ”Прикладная механика”. В.Ф. Рожченко, С.С. Степанов, Л.Д. Чуракова; ЛЭИС. – Л., 2009г. 3) Курс лекций по курсу прикладная механика. Л.Д. Чуракова. |