Instrukcje do ćwiczeń laboratoryjnych z Teorii Maszyn i Mechanizmów
ĆWICZENIE NR ...
WYWAŻANIE MECHANIZMU Z OBROTOWYM JARZMEM
1. Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest wyważenie mechanizmu jarzmowego przez dobór rozkładu
i wartości mas ruchomych.
2. Opis stanowiska
6 6
5
9
4
8
2
7
3
1
Rys.1. Schemat stanowiska: 1 - podstawa, 2 - płyta ruchoma, 3 - silnik, 4 - podpory,
5 - kamień, 6 - obciążniki, 7 - wsporniki, 8 - sprężyny, 9  jarzmo.
Laboratorium Teorii Maszyn i Mechanizmów
Bielsko-Biała 2011
oprracowałł Arrkadiiusz Trrąbka
opracował Arkadiusz Trąbka
op acowa A kadu sz T Ä…bka
WYWAŻANIE MECHANIZMU Z OBROTOWYM JARZMEM
2
Rys. 2. Zdjęcie stanowiska
Stanowisko laboratoryjne do badań mechanizmu jarzmowego przedstawiono
schematycznie na rysunku 1, a także na zdjęciu 2. Silnik napędowy 3 wprawia
mechanizm jarzmowy w ruch obrotowy. Prędkość obrotową silnika można ustawiać
w sposób ciągły za pomocą autotransformatora. Ruch niewyważonego jarzma
obrotowego 5 powoduje ruch drgający płyty ruchomej 2. Ruch tej płyty ograniczony
jest sprężynami 8.
3. Zależności obliczeniowe
Wyważanie mechanizmów ma na celu zmniejszenie obciążeń dynamicznych
występujących w parach kinematycznych. Uzyskuje się to przez odpowiedni dobór
lub korekcje rozkładu mas mechanizmu, tak aby w czasie jego ruchu siły
bezwładności równoważyły się całkowicie lub częściowo.
W przypadku mechanizmu jarzmowego z obrotowym jarzmem, którego schemat
przedstawiono na rys. 3, przy założeniu istnienia płaszczyzny symetrii równoległej do
płaszczyzny ruchu, wyważenie dynamiczne można uzyskać za pomocą przeciwwag
Q1, Q3, tak dobranych, aby środek masy mechanizmu znalazł się na prostej AC
łączącej pary kinematyczne stałe.
Laboratorium Teorii Maszyn i Mechanizmów
Instrukcje do ćwiczeń laboratoryjnych z Teorii Maszyn i Mechanizmów
3
B
S2 , m2
2
11
S1 , m1
S3 , m3
lCS3
1
A lAS1
C
X3
3
X1
Q3
Q1
Rys. 3. Schemat mechanizmu jarzmowego
Dla mechanizmu jarzmowego możemy zapisać następujące warunki równowagi:
Q1X1 = G1lAS1+ G2l1 (1)
Q3X3 = G3lCS3 (2)
gdzie:
G1, G2, G3  oznaczają odpowiednio ciężary korby, kamienia, jarzma,
lAS1, lCS3, l1  oznaczają odpowiednie odległości środków ciężkości korby,
jarzma, kamienia do osi obrotu korby i jarzma.
Przekształcając zależności (1) i (2), przy założeniu znajomości ciężarów Q1 i Q3
otrzymujemy:
G1 lAS1 +ð G2 l1
X1 =ð
(3)
Q1
G3 lCS3
X =ð
3
Q3 (4)
Parametry charakteryzujące poszczególne elementy stanowiska badawczego,
odpowiadające oznaczeniom umieszczonym na rys. 3, przyjmują następujące
wartości:
·ð lAS1 = 0,0205 m,
·ð lCS3 = 0,073 m,
·ð m1 = 0,320 kg,
·ð m2 = 0,12 kg,
·ð m3 = 0,26 kg.
Laboratorium Teorii Maszyn i Mechanizmów
WYWAŻANIE MECHANIZMU Z OBROTOWYM JARZMEM
4
4. Przebieg ćwiczenia
1. Ustawić obie przeciwwagi jak najdalej od osi obrotu - odpowiednio  korby oraz
jarzma, a następnie zmierzyć odległości ich środków mas odpowiednio od osi
obrotu korby oraz jarzma;
2. Przełącznik na tablicy zasilania przestawić w pozycję  1 ;
3. Upewnić się czy żadna z osób uczestniczących w zajęciach nie znajduje się
w bezpośredniej bliskości stanowiska, a także poza nim w obszarze
obejmującym płaszczyznę ruchu mechanizmu;
4. Pokrętłem autotransformatora ustawić prędkość obrotową na pozycji  150 ;
5. Przeprowadzić obserwację zachowania się podstawy mechanizmu (płyty
ruchomej 2 wg. rys. 1)  zanotować w protokole w sposób opisowy wyniki tych
obserwacji dla zmierzonych odległości przeciwwag od odpowiednich osi obrotu;
6. Przełącznik na tablicy zasilania przestawić w pozycję  0 ;
7. Dokonać zmiany położenia przeciwwagi umieszczonej na korbie po czym
ponownie wykonać czynności opisane w punktach 2  6;
8. Dokonać zmiany położenia przeciwwagi umieszczonej na jarzmie po czym
ponownie wykonać czynności opisane w punktach 2  6;
9. Powtarzać naprzemienne zmiany w położeniach przeciwwag aż do momentu,
gdy zupełnie zanikną drgania płyty ruchomej;
10. Upewnić się, czy przełącznik na tablicy zasilania znajduje się w pozycji  0 , po
czym za pomocą specjalnego klucza zdemontować przeciwwagi (obciążniki 6
wg. rys. 1);
11. Odczytać masy poszczególnych elementów i na ich podstawie ustalić łączną
masę każdej przeciwwagi;
12. Masy przeciwwag umieszczonych na przedłużeniu korby oraz na przedłużeniu
jarzma zanotować w protokole z ćwiczenia;
13. Ponownie przykręcić przeciwwagi do ramion korby oraz jarzma;
14. Zmierzyć długość korby l1;
15. Korzystając z zależności (3) oraz (4) obliczyć teoretyczne odległości
umieszczenia przeciwwag X1 oraz X3;
16. Porównać wartości wyznaczone doświadczalnie oraz teoretyczne.
5. Zawartość sprawozdania
·ð Cel ćwiczenia;
·ð Przebieg ćwiczenia (w punktach);
·ð Schemat stanowiska laboratoryjnego (z opisem);
·ð Dane wejÅ›ciowe do przeprowadzanego ćwiczenia;
Laboratorium Teorii Maszyn i Mechanizmów
Instrukcje do ćwiczeń laboratoryjnych z Teorii Maszyn i Mechanizmów
5
·ð Zestawienie wyników pomiarów w tabeli.
·ð Obliczenia współrzÄ™dnych X1 oraz X3 z podaniem wzorów oraz podstawieÅ„ do
wzorów;
·ð Porównanie wyników obliczeÅ„ oraz wyników pomiarów;
·ð SporzÄ…dzony w trakcie ćwiczeÅ„ protokół;
·ð Wnioski, spostrzeżenia i uwagi.
Laboratorium Teorii Maszyn i Mechanizmów