Структурний аналіз кінематичної схеми важільного механізму

ПАКЕТ

комплексних контрольних робіт для підсумкового модульного контролю знань студентів

з дисциплін ”Теорія механізмів i машин” і ”Прикладна механіка”

навчальний посібник

ББК 34.42

К-42

УДК 531.8 (07)

Ю.М. Кіпрєєв, В.Є. Микитюк, О.П. Попов. Пакет комплексних контрольних робіт для підсумкового модульного контролю знань студентів з дисциплін ”Теорія механізмів i машин” і ”Прикладна механіка”: Навчальний посібник. – Миколаїв: Видавництво НУК, 2012. – ____c.

Розроблені комплексні контрольні роботи для підсумкового модульного контролю знань, наданий зразок їх виконання. Посібник призначено для студентів машинобудівних, електротехнічних та інших спеціальностей, які вивчають курси прикладної механіки, технічної механіки та теорії механізмів і машин.

Варіант № 1

Рис. 1. Кінематична схема поперечно-стругального верстата (а) і механічна характеристика зовнішніх навантажень (б)

Поперечно – стругальний верстат (рис.1,а) складається з важільного механізму, передачі П та електродвигуна М.

Важільний механізм у свою чергу складається з кривошипа 1, каменів куліси 2, 4, куліс 3, 7, повзуна 6 та різцевої призми 5. Механізм передачі (рис.2) складається з послідовно з`єднаних між собою планетарного редуктора та відкритої передачі.

Рис. 2. Передаточний механізм

Необхідно виконати:

I.Структурний аналіз схеми важільного механізму і визначити:

a) ступінь рухомості ;

b) клас механізму за Асуром – Артоболевським.

II.Кінематичне дослідження механізму передачі, в якому обчислити:

a) загальне передаточне відношення від електродвигуна до кривошипа (рис.1,в);

b) невідоме число зубів планетарного редуктора, використовуючи умову співвісності;

c) передаточне відношення планетарного редуктора;

d) передаточне відношення відкритої передачі.

Підібрати числа зубів , , виходячи з умови відсутності підрізу меншого колеса. Прийнявши або , заокруглити отримане число зубів до найближчого цілого числа таким чином, щоб відхилення нового значення передаточного числа відкритої передачі не відрізнялось від розрахункового більш, ніж на 4%.

III.Кінетостатичний аналіз і визначити:

a) корисну потужність , Вт;

b) середній за цикл зрівноважуючий момент на кривошипі 1 – , ;

c) потужність електродвигуна М – , Вт.

Вихідні дані:

1. Зусилля різання ;

2. Хід різця ;

3. Ширина деталі ;

4. Кількість подвійних ходів ;

5. Частота обертання двигуна ;

6. Коефіцієнт корисної дії ;

7. Числа зубів планетарного редуктора ; ; .

Діаграму зусилля різання наведено на рис. 1,б.

Відповідь на запитання необхідно надати у наступному вигляді:

І. ; формула будови ___________; клас механізму _____.

ІІ. ; ; ; ; ; ; .

ІІІ. ; ; .

Варіант № 2

Поперечно – стругальний верстат (рис.1,а) складається з важільного механізму, передачі П та електродвигуна М. Важільний механізм у свою чергу складається з кривошипа 1, каменя куліси 2, куліси 3, шатуна 4 та різцевої призми 5. Механізм передачі (рис.1,в) складається з послідовно з`єднаних між собою планетарного редуктора та відкритої передачі.

в)

Рис. 1. Кінематична схема машинного агрегату (а), механічна характеристика зовнішніх навантажень (б) та схема передаточного механізму (в)

Необхідно виконати:

I.Структурний аналіз схеми важільного механізму і визначити:

a) ступінь рухомості ;

b) клас механізму за Асуром – Артоболевським.

II.Кінематичне дослідження механізму передачі, в якому обчислити:

a) загальне передаточне відношення від електродвигуна до кривошипа (рис.1,в);

b) невідоме число зубів планетарного редуктора, використовуючи умову співвісності;

c) передаточне відношення планетарного редуктора;

d) передаточне відношення відкритої передачі.

Підібрати числа зубів , , виходячи з умови відсутності підрізу меншого колеса. Прийнявши або , заокруглити отримане число зубів до найближчого цілого числа таким чином, щоб відхилення нового значення передаточного числа відкритої передачі не відрізнялось від розрахункового більш, ніж на 4%.

III.Кінетостатичний аналіз і визначити:

a) корисну потужність , Вт;

b) середній за цикл зрівноважуючий момент на кривошипі 1 – , Вт;

c) потужність електродвигуна М – , Вт.

Вихідні дані:

1. Зусилля різання ;

2. Хід різця ;

3. Ширина деталі ;

4. Кількість подвійних ходів ;

5. Частота обертання двигуна ;

6. Коефіцієнт корисної дії ;

7. Числа зубів планетарного редуктора ; ; .

Діаграму зусилля різання наведено на рис. 1,б.

Відповідь на запитання необхідно надати у наступному вигляді:

І. ; формула будови ___________; клас механізму _____.

ІІ. ; ; ; ; ; ; .

ІІІ. ; ; .

Варіант № 3

Довбальний верстат (рис.1,а) складається з важільного механізму, передачі П та електродвигуна М. Важільний механізм у свою чергу складається з кривошипа 1, каменя куліси 2, куліси 3, шатуна 4 та різцевої призми 5. Механізм передачі (рис.1,в) складається з послідовно з`єднаних між собою планетарного редуктора та відкритої передачі.

в)

Рис. 1. Кінематична схема машинного агрегату (а), механічна характеристика зовнішніх навантажень (б) та схема передаточного механізму (в)

Необхідно виконати:

I.Структурний аналіз схеми важільного механізму і визначити:

a) ступінь рухомості ;

b) клас механізму за Асуром – Артоболевським.

II.Кінематичне дослідження механізму передачі, в якому обчислити:

a) загальне передаточне відношення від електродвигуна до кривошипа (рис.1,в);

b) невідоме число зубів планетарного редуктора, використовуючи умову співвісності;

c) передаточне відношення планетарного редуктора;

d) передаточне відношення відкритої передачі.

Підібрати числа зубів , , виходячи з умови відсутності підрізу меншого колеса. Прийнявши або , заокруглити отримане число зубів до найближчого цілого числа таким чином, щоб відхилення нового значення передаточного числа відкритої передачі не відрізнялось від розрахункового більш, ніж на 4%.

III.Кінетостатичний аналіз і визначити:

a) корисну потужність , Вт;

b) середній за цикл момент на кривошипі 1 – , ;

c) потужність електродвигуна М – , Вт.

Вихідні дані:

1. Зусилля різання ;

2. Хід різця ;

3. Висота деталі ;

4. Кількість подвійних ходів ;

5. Частота обертання двигуна ;

6. Коефіцієнт корисної дії ;

7. Числа зубів планетарного редуктора ; ; .

Діаграму зусилля різання наведено на рис. 1,б.

Відповідь на запитання необхідно надати у наступному вигляді:

І. ; формула будови ___________; клас механізму _____.

ІІ. ; ; ; ; ; ; .

ІІІ. ; ; .

Варіант № 4

Поздовжньо – стругальний верстат (рис.1,а) складається з важільного механізму, передачі П та електродвигуна М. Важільний механізм у свою чергу складається з кривошипа 1, каменя куліси 2, куліси 3, повзунів 4 і 5. Механізм передачі (рис.1,в) складається з послідовно з`єднаних між собою планетарного редуктора та відкритої передачі.

в)

Рис. 1. Кінематична схема машинного агрегату (а), механічна характеристика зовнішніх навантажень (б) та схема передаточного механізму (в)

Необхідно виконати:

I.Структурний аналіз схеми важільного механізму і визначити:

a) ступінь рухомості ;

b) клас механізму за Асуром – Артоболевським.

II.Кінематичне дослідження механізму передачі, в якому обчислити:

a) загальне передаточне відношення від електродвигуна до кривошипа (рис.1,в);

b) невідоме число зубів планетарного редуктора, використовуючи умову співвісності;

c) передаточне відношення планетарного редуктора;

d) передаточне відношення відкритої передачі.

Підібрати числа зубів , , виходячи з умови відсутності підрізу меншого колеса. Прийнявши або , заокруглити отримане число зубів до найближчого цілого числа таким чином, щоб відхилення нового значення передаточного числа відкритої передачі не відрізнялось від розрахункового більш, ніж на 4%.

III.Кінетостатичний аналіз і визначити:

a) корисну потужність , Вт;

b) середній за цикл момент на кривошипі 1 – , ;

c) потужність електродвигуна М – , Вт.

Вихідні дані:

1. Зусилля різання ;

2. Хід різця ;

3. Ширина деталі ;

4. Кількість подвійних ходів ;

5. Частота обертання двигуна ;

6. Коефіцієнт корисної дії ;

7. Числа зубів планетарного редуктора ; ; .

Діаграму зусилля різання наведено на рис. 1,б.

Відповідь на запитання необхідно надати у наступному вигляді:

І. ; формула будови ___________; клас механізму _____.

ІІ. ; ; ; ; ; ; .

ІІІ. ; ; .

Варіант № 5

Довбальний верстат (рис.1,а) складається з важільного механізму, передачі П та електродвигуна М. Важільний механізм у свою чергу складається з кривошипа 1, каменя куліси 2, куліси 3, шатуна 4 та різцевої призми 5. Механізм передачі (рис.1,в) складається з послідовно з`єднаних між собою планетарного редуктора та відкритої передачі.

в)

Рис. 1. Кінематична схема машинного агрегату (а), механічна характеристика зовнішніх навантажень (б) та схема передаточного механізму (в)

Необхідно виконати:

I.Структурний аналіз схеми важільного механізму і визначити:

a) ступінь рухомості ;

b) клас механізму за Асуром – Артоболевським.

II.Кінематичне дослідження механізму передачі, в якому обчислити:

a) загальне передаточне відношення від електродвигуна до кривошипа (рис.1,в);

b) невідоме число зубів планетарного редуктора, використовуючи умову співвісності;

c) передаточне відношення планетарного редуктора;

d) передаточне відношення відкритої передачі.

Підібрати числа зубів , , виходячи з умови відсутності підрізу меншого колеса. Прийнявши або , заокруглити отримане число зубів до найближчого цілого числа таким чином, щоб відхилення нового значення передаточного числа відкритої передачі не відрізнялось від розрахункового більш, ніж на 4%.

III.Кінетостатичний аналіз і визначити:

a) корисну потужність , Вт;

b) середній за цикл момент на кривошипі 1 – , ;

c) потужність електродвигуна М – , Вт.

Вихідні дані:

1. Зусилля різання ;

2. Хід різця ;

3. Висота деталі ;

4. Кількість подвійних ходів ;

5. Частота обертання двигуна ;

6. Коефіцієнт корисної дії ;

7. Числа зубів планетарного редуктора ; .

Діаграму зусилля різання наведено на рис. 1,б.

Відповідь на запитання необхідно надати у наступному вигляді:

І. ; формула будови ___________; клас механізму _____.

ІІ. ; ; ; ; ; ; .

ІІІ. ; ; .

Варіант № 6

Поперечно – стругальний верстат (рис.1,а) складається з важільного механізму, передачі П та електродвигуна М. Важільний механізм у свою чергу складається з кривошипа 1, каменя куліси 2, куліси 3, шатуна 4 та різцевої призми 5. Механізм передачі (рис.1,в) складається з послідовно з`єднаних між собою планетарного редуктора та відкритої передачі.

в)

Рис. 1. Кінематична схема машинного агрегату (а), механічна характеристика зовнішніх навантажень (б) та схема передаточного механізму (в)

Необхідно виконати:

I.Структурний аналіз схеми важільного механізму і визначити:

a) ступінь рухомості ;

b) клас механізму за Асуром – Артоболевським.

II.Кінематичне дослідження механізму передачі, в якому обчислити:

a) загальне передаточне відношення від електродвигуна до кривошипа (рис.1,в);

b) невідоме число зубів планетарного редуктора, використовуючи умову співвісності;

c) передаточне відношення планетарного редуктора;

d) передаточне відношення відкритої передачі.

Підібрати числа зубів , , виходячи з умови відсутності підрізу меншого колеса. Прийнявши або , заокруглити отримане число зубів до найближчого цілого числа таким чином, щоб відхилення нового значення передаточного числа відкритої передачі не відрізнялось від розрахункового більш, ніж на 4%.

III.Кінетостатичний аналіз і визначити:

a) корисну потужність , Вт;

b) середній за цикл момент на кривошипі 1 – , ;

c) потужність електродвигуна М – , Вт.

Вихідні дані:

1. Зусилля різання ;

2. Хід різця ;

3. Ширина деталі ;

4. Кількість подвійних ходів ;

5. Частота обертання двигуна ;

6. Коефіцієнт корисної дії ;

7. Числа зубів планетарного редуктора ; .

Діаграму зусилля різання наведено на рис. 1,б.

Відповідь на запитання необхідно надати у наступному вигляді:

І. ; формула будови ___________; клас механізму _____.

ІІ. ; ; ; ; ; ; .

ІІІ. ; ; .

Варіант № 7

Поперечно – стругальний верстат (рис.1,а) складається з важільного механізму, передачі П та електродвигуна М. Важільний механізм у свою чергу складається з кривошипа 1, каменя куліси 2, куліси 3, рухомої опори 4 та різцевої призми 5. Механізм передачі (рис.1,в) складається з послідовно з`єднаних між собою планетарного редуктора та відкритої передачі.

в)

Рис. 1. Кінематична схема машинного агрегату (а), механічна характеристика зовнішніх навантажень (б) та схема передаточного механізму (в)

Необхідно виконати:

I.Структурний аналіз схеми важільного механізму і визначити:

a) ступінь рухомості ;

b) клас механізму за Асуром – Артоболевським.

II.Кінематичне дослідження механізму передачі, в якому обчислити:

a) загальне передаточне відношення від електродвигуна до кривошипа (рис.1,в);

b) невідоме число зубів планетарного редуктора, використовуючи умову співвісності;

c) передаточне відношення планетарного редуктора;

d) передаточне відношення відкритої передачі.

Підібрати числа зубів , , виходячи з умови відсутності підрізу меншого колеса. Прийнявши або , заокруглити отримане число зубів до найближчого цілого числа таким чином, щоб відхилення нового значення передаточного числа відкритої передачі не відрізнялось від розрахункового більш, ніж на 4%.

III.Кінетостатичний аналіз і визначити:

a) корисну потужність , Вт;

b) середній за цикл момент на кривошипі 1 – , ;

c) потужність електродвигуна М – , Вт.

Вихідні дані:

1. Зусилля різання ;

2. Хід різця ;

3. Ширина деталі ;

4. Кількість подвійних ходів ;

5. Частота обертання двигуна ;

6. Коефіцієнт корисної дії ;

7. Числа зубів планетарного редуктора ; ; .

Діаграму зусилля різання наведено на рис. 1,б.

Відповідь на запитання необхідно надати у наступному вигляді:

І. ; формула будови ___________; клас механізму _____.

ІІ. ; ; ; ; ; ; .

ІІІ. ; ; .

Варіант № 8

Поперечно – стругальний верстат (рис.1,а) складається з важільного механізму, передачі П та електродвигуна М. Важільний механізм у свою чергу складається з кривошипа 1, каменя куліси 2, куліси 3, рухомої опори 4 та різцевої призми 5. Механізм передачі (рис.1,в) складається з послідовно з`єднаних між собою планетарного редуктора та відкритої передачі.

в)

Рис. 1. Кінематична схема машинного агрегату (а), механічна характеристика зовнішніх навантажень (б) та схема передаточного механізму (в)

Необхідно виконати:

I.Структурний аналіз схеми важільного механізму і визначити:

a) ступінь рухомості ;

b) клас механізму за Асуром – Артоболевським.

II.Кінематичне дослідження механізму передачі, в якому обчислити:

a) загальне передаточне відношення від електродвигуна до кривошипа (рис.1,в);

b) невідоме число зубів планетарного редуктора, використовуючи умову співвісності;

c) передаточне відношення планетарного редуктора;

d) передаточне відношення відкритої передачі.

Підібрати числа зубів , , виходячи з умови відсутності підрізу меншого колеса. Прийнявши або , заокруглити отримане число зубів до найближчого цілого числа таким чином, щоб відхилення нового значення передаточного числа відкритої передачі не відрізнялось від розрахункового більш, ніж на 4%.

III.Кінетостатичний аналіз і визначити:

a) корисну потужність , Вт;

b) середній за цикл момент на кривошипі 1 – , ;

c) потужність електродвигуна М – , Вт.

Вихідні дані:

1. Зусилля різання ;

2. Хід різця ;

3. Ширина деталі ;

4. Кількість подвійних ходів ;

5. Частота обертання двигуна ;

6. Коефіцієнт корисної дії ;

7. Числа зубів планетарного редуктора ; .

Діаграму зусилля різання наведено на рис. 1,б.

Відповідь на запитання необхідно надати у наступному вигляді:

І. ; формула будови ___________; клас механізму _____.

ІІ. ; ; ; ; ; ; .

ІІІ. ; ; .

Варіант №9

Виштовхувач деталей (рис. 1, а) складається з важільного механізму, передачі "П" та електродвигуна "М".

Рис. 1. Кінематична схема машинного агрегату виштовхувача (а)та характеристики його навантаження (б)

Важільний механізм у свою чергу складається з кривошипа 1, тяги 2, базисної ланки 3, качалки – коромисла 4 та повзуна-штовхача 5. Передаточний механізм (рис.2) складається з послідовно з'єднаних між собою планетарного редуктора та відкритої передачі.

Рис.2. Передаточний механізм.

Необхідно виконати:

I.Структурний аналіз схеми важільного механізму і визначити:

a) ступінь рухомості ;

b) клас механізму за Асуром – Артоболевським.

II.Кінематичне дослідження механізму передачі, в якому обчислити:

a) загальне передаточне відношення від електродвигуна до кривошипа (рис.2);

b) невідоме число зубів планетарного редуктора, використовуючи умову співвісності;

c) передаточне відношення планетарного редуктора;

d) передаточне відношення відкритої передачі.

Підібрати числа зубів , , виходячи з умови відсутності підрізу меншого колеса. Прийнявши або , заокруглити отримане число зубів до найближчого цілого числа таким чином, щоб відхилення нового значення передаточного числа відкритої передачі не відрізнялось від розрахункового більш, ніж на 4%.

III.Кінетостатичний аналіз і визначити:

a) корисну потужність , кВт;

b) середній за цикл зрівноважуючий момент на кривошипі 1 – , ;

c) потужність електродвигуна , кВт.

Вихідні дані:

1. Середнє зусилля штовхача ;

2. Хід штовхача ;

3. Переміщення деталі ;

4. Кількість подвійних ходів ;

5. Частота обертання двигуна ;

6. Коефіцієнт корисної дії .

7. Числа зубів планетарного редуктора: ; ; .

Діаграму зусилля штовхача наведено на рис.1,б.

Відповідь на запитання необхідно надати у наступному вигляді:

І. ; формула будови ___________; клас механізму _____.

ІІ. ; ; ; ; ; ; .

ІІІ. ; ; .

Варіант № 10

Поперечно – стругальний верстат (рис.1,а) складається з важільного механізму, передачі П та електродвигуна М. Важільний механізм у свою чергу складається з кривошипа 1, каменя куліси 2, куліси 3, рухомої опори 4 та різцевої призми 5. Механізм передачі (рис.1,в) складається з послідовно з`єднаних між собою планетарного редуктора та відкритої передачі.

в)

Рис. 1. Кінематична схема машинного агрегату (а), механічна характеристика зовнішніх навантажень (б) та схема передаточного механізму (в)

Необхідно виконати:

I.Структурний аналіз схеми важільного механізму і визначити:

a) ступінь рухомості ;

b) клас механізму за Асуром – Артоболевським.

II.Кінематичне дослідження механізму передачі, в якому обчислити:

a) загальне передаточне відношення від електродвигуна до кривошипа (рис.1,в);

b) невідоме число зубів планетарного редуктора, використовуючи умову співвісності;

c) передаточне відношення планетарного редуктора;

d) передаточне відношення відкритої передачі.

Підібрати числа зубів , , виходячи з умови відсутності підрізу меншого колеса. Прийнявши або , заокруглити отримане число зубів до найближчого цілого числа таким чином, щоб відхилення нового значення передаточного числа відкритої передачі не відрізнялось від розрахункового більш, ніж на 4%.

III.Кінетостатичний аналіз і визначити:

a) корисну потужність , Вт;

b) середній за цикл момент на кривошипі 1 – , ;

c) потужність електродвигуна М – , Вт.

Вихідні дані:

1. Зусилля різання ;

2. Хід різця ;

3. Ширина деталі ;

4. Кількість подвійних ходів ;

5. Частота обертання двигуна ;

6. Коефіцієнт корисної дії ;

7. Числа зубів планетарного редуктора ; ; .

Діаграму зусилля різання наведено на рис. 1,б.

Відповідь на запитання необхідно надати у наступному вигляді:

І. ; формула будови ___________; клас механізму _____.

ІІ. ; ; ; ; ; ; .

ІІІ. ; ; .

Варіант № 11

Поперечно – стругальний верстат (рис.1,а) складається з важільного механізму, передачі П та електродвигуна М. Важільний механізм у свою чергу складається з кривошипа 1, каменів куліс 2, 4, куліс 3, 6, різцевої призми 5 та рухомої опори 7. Механізм передачі (рис.1,в) складається з послідовно з`єднаних між собою планетарного редуктора та відкритої передачі.

в)

Рис. 1. Кінематична схема машинного агрегату (а), механічна характеристика зовнішніх навантажень (б) та схема передаточного механізму (в)

Необхідно виконати:

I.Структурний аналіз схеми важільного механізму і визначити:

a) ступінь рухомості ;

b) клас механізму за Асуром – Артоболевським.

II.Кінематичне дослідження механізму передачі, в якому обчислити:

a) загальне передаточне відношення від електродвигуна до кривошипа (рис.1,в);

b) невідоме число зубів планетарного редуктора, використовуючи умову співвісності;

c) передаточне відношення планетарного редуктора;

d) передаточне відношення відкритої передачі.

Підібрати числа зубів , , виходячи з умови відсутності підрізу меншого колеса. Прийнявши або , заокруглити отримане число зубів до найближчого цілого числа таким чином, щоб відхилення нового значення передаточного числа відкритої передачі не відрізнялось від розрахункового більш, ніж на 4%.

III.Кінетостатичний аналіз і визначити:

a) корисну потужність , Вт;

b) середній за цикл момент на кривошипі 1 – , ;

c) потужність електродвигуна М – , Вт.

Вихідні дані:

1. Зусилля різання ;

2. Хід різця ;

3. Ширина деталі ;

4. Кількість подвійних ходів ;

5. Частота обертання двигуна ;

6. Коефіцієнт корисної дії ;

7. Числа зубів планетарного редуктора ; ; .

Діаграму зусилля різання наведено на рис. 1,б.

Відповідь на запитання необхідно надати у наступному вигляді:

І. ; формула будови ___________; клас механізму _____.

ІІ. ; ; ; ; ; ; .

ІІІ. ; ; .

Варіант № 12

Відрізний верстат (рис.1,а) складається з важільного механізму, передачі П та електродвигуна М. Важільний механізм у свою чергу складається з кривошипа 1, шатуна 2, важеля 3 з рухомою опорою 4 та ножа 5. Механізм передачі (рис.1,в) складається з послідовно з`єднаних між собою планетарного редуктора та відкритої передачі.

б)

в)

Рис. 1. Кінематична схема машинного агрегату (а), механічна характеристика зовнішніх навантажень (б) та схема передаточного механізму (в)

Необхідно виконати:

I.Структурний аналіз схеми важільного механізму і визначити:

a) ступінь рухомості ;

b) клас механізму за Асуром – Артоболевським.

II.Кінематичне дослідження механізму передачі, в якому обчислити:

a) загальне передаточне відношення від електродвигуна до кривошипа (рис.1,в);

b) невідоме число зубів планетарного редуктора, використовуючи умову співвісності;

c) передаточне відношення планетарного редуктора;

d) передаточне відношення відкритої передачі.

Підібрати числа зубів , , виходячи з умови відсутності підрізу меншого колеса. Прийнявши або , заокруглити отримане число зубів до найближчого цілого числа таким чином, щоб відхилення нового значення передаточного числа відкритої передачі не відрізнялось від розрахункового більш, ніж на 4%.

III.Кінетостатичний аналіз і визначити:

a) корисну потужність , Вт;

b) середній за цикл момент на кривошипі 1 – , ;

c) потужність електродвигуна М – , Вт.

Вихідні дані:

1. Середнє значення зусилля різання ;