Методические указания к контрольной работе и к компьютерной лабораторной работе “

ОПИСАНИЕ ПРОГРАММЫ ЧЕТЫРЁХЗВЕННИКИ.xls 5

1. Назначение программы 5

2. Функции, выполняемые программой 5

3. Требования к компьютеру и установленному на нём программному обеспечению 5

4. Краткая информация о программе 5

5. Входные и выходные формы 6

ИНСТРУКЦИЯ ПО РАБОТЕ С ПРОГРАММОЙ «ЧЕТЫРЁХЗВЕННИКИ.xls» 8

1. Установка программы на компьютер 8

2. Запуск программы 8

4. Ввод исходных данных 13

5. Управление движением механизма 14

6. Просмотр графиков и диаграмм 14

7. Печать результатов 14

8. Копирование результатов расчетов в текстовый документ (в Word) 15

9. Проблемы при работе с программой “Мех_В_ВВП” 19

1.Цель работы 21

2.Приборы и оборудование 21

3.Задания на выполнение работы 21

4.Последовательность выполнения работы 23

5.Подготовка отчета и его защита 25

6.Контрольные вопросы к защите работы 25

ЛИТЕРАТУРА 25

После установки среднего уровня защиты от вирусов, вновь начните открывать файл Четырёхзвенники.xls. При его открытии должен появиться запрос (Рис. 8).


Рис. 8. Запрос на разрешение открытия файла при среднем уровне защиты от вирусов
Щелкните мышкой по клавише Да. Появится второй запрос (Рис. 9).


Рис. 9. Запрос на разрешение подключения макросов при среднем уровне защиты от вирусов
Рекомендуем ответить Не отключать макросы. Но можно ответить и Отключить макросы. В последнем случае, все расчеты будут выполняться, и отображаться на диаграммах. Вы только не увидите при работе с программой движущийся механизм. Но сможете получить все результаты для задаваемых вручную положений механизма (Для этого придется задавать номер исходного положения в строке 7 таблицы Исходные данные, показанной на рис.1)
.3. Настройка удобного вида экрана (пользовательского интерфейса)

На рисунках 10–12 приведено три примера настройки пользовательского интерфейса. Во всех трёх случаях окно Excel разделено но вертикали на две части (ОкноРазделить) и используется режим Во весь экран (Вид Во весь экран).



Рис. 10. Начальная настройка пользовательского интерфейса



Рис. 11. При такой настройке удобно работать, если часто изменяются исходные данные



Рис. 12. Лучшая для работы настройка – работайте только движком скролера правого окна

4. Ввод исходных данных

Исходные данные вводятся только в ячейки, выделенные голубым цветом. Все они расположены вначале листа “Мех_В_ВВП”, т.е. в его верхней левой части – см.. рис. 13. В верхней строке – поля для ввода данных о студенте, В таблице – поля для ввода данных о механизме

Первый способ удобен тем, что позволяет подкорректировать диаграмму. Например, её растяжением или сжатием добиться того, чтобы траектория точки А оставалась окружностью, а не превращалась в эллипс.

Второй способ удобен тем, что показывает изображение в том виде, в каком оно будет отпечатано на принтере.

7. Печать результатов

• 
  Сделать активной любую ячейку на листе “Мех_В_ВВП” (ячейку, но не диаграмму).
  
• 
  Нажать клавишу Предварительный просмотр – рис. 14.
  
• 
  Пролистав в окне просмотра (рис. 15) все четыре страницы, убедиться в том, что на листах нет искажений.
  
• 
  Находясь в окне просмотра нажать клавишу Печать… в главном меню этого окна (рис. 15),
  

Рис. 15. Окно просмотра – нажмите «Печать…»

• 
  Выполнить все пункты предыдущего раздела 7.1.
  
• 
  В выпавшем окне Печать (рис. 16) указать диапазон печатаемых страниц.
  

Рис. 16. Окно настройки печати – можно указать диапазон номеров страниц для печати:

(Печатать страницы с ___ по ___)

• 
  Выделить ячейки, на которых и в которых находится то, что требуется распечатать.
  

• 
  Нажать клавишу Предварительный просмотр – рис. 14.
  
• 
  Находясь в окне просмотра нажать клавишу Печать… в главном меню этого окна (рис. 15).
  
• 
  В выпавшем окне Печать (рис. 16) указать Вывести на печать выделенный диапазон.
  

• 
  Выделить диаграмму, которую нужно распечатать (щелкнув по ней мышкой).
  

• 
  Нажать клавишу Предварительный просмотр – рис. 14.
  
• 
  Находясь в окне просмотра нажать клавишу Поля в главном меню этого окна (рис. 15), и установить размер печатаемой диаграммы и её положение на странице.
  
• 
  Оставаясь в этом окне просмотра, нажать клавишу Печать… (рис. 15).
  

8. Копирование результатов расчетов в текстовый документ (в Word)

На рисунках 17 – 23 показана последовательность работ при копировании результатов расчета из Excel в Word. Изучите её и используйте в работе. Особое внимание уделите рисункам 18 и 19.

Рис. 19. Так следует указать, в каком формате сделать вставку



Рис. 20. Результат вставки. Но надо изменить формат рисунка. Чтобы это сделать

нужно щелкнуть правой кнопкой мыши по вставленному рисунку.


Рис. 21. Задание размера и положения (обтекания). Настоятельно

рекомендуем устанавливать «Обтекания в тексте»


Рис. 22. Вид отчета после завершения вставки. Рядом справа можно вставить следующий рисунок

9. Проблемы при работе с программой “Мех_В_ВВП”

Проблема 1. Медленная работа программы Четырёхзвенники.xls. Рекомендуемые действия:

• 
  Откройте заново файл Четырёхзвенники.xls и сразу же запишите под новым именем, например, Четырёхзвенники1.xls (ФайлСохранить как… ввести имя файла Четырёхзвенники1.xls).
  
• 
  Удалите со страниц 3 и 4 листа “Мех_В_ВВП” все диаграммы (выделяя диаграмму, подлежащую удалению, нажимайте на клавиатуре клавишу Delete).
  
• 
  Запишите эту программу (нажатием кнопки, похожей на дискету – см. ниже рис. 24).
  
• 
  Нажав ПОЕХАЛИ, убедитесь, что программа стала работать быстрее.
  

В последующем используйте при работе обе программы:

• 
  медленную Четырёхзвенники.xls, когда требуется анализ или распечатка кинематических диаграмм;
  
• 
  быструю Четырёхзвенники1.xls, когда нужно посмотреть движение и поработать с планами скоростей и ускорений;
  

Проблема 2. При изменении размеров механизма нарушаются пропорции трёх первых диаграмм на стрвнице 2 (траектория точки А из окружности превращается в эллипс).. Рекомендуемые действия:

Растяжением или сжатием искаженной диаграммы добейтесь, чтобы эллипс вновь стал кругом.

ВЫПОЛНЕНИЕ КОНТРОЛЬНОЙ И ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТ

1. Цель работы

• 
  Усвоить работу одного из распространенных четырехзвенных механизмов (кривошипно-ползунного).
  
• 
  Ознакомиться с видом кинематических диаграмм, характеризующих движение механизма.
  
• 
  Познакомиться с понятиями «план скоростей» и «план ускорений» и их построением.
  
• 
  Проанализировать, как влияют размеры механизма на кинематические характеристики механизма (величину и характер изменения).
  
• 
  Выявить, как изменяется траектория шатунной точки, ее кривизна, скорость и ускорение точки, движущейся по ней, при изменении положения точки на шатуне.
  

2. Приборы и оборудование

• 
  IBMсовместимый компьютер (не ниже Pentium 2), желательно, с принтером.
  
• 
  Операционная система не ниже Windows98.
  
• 
  Офисные программы Word и Excel (не ниже MS Office97, но лучше от MS Office2000).
  
• 
  Компьютерная программа для кинематического исследования кинематики плоских четырехзвенных механизмов (файл Четырёхзвенники.xls)
  
• 
  Методические указания к контрольной работе и к компьютерной лабораторной работе “Компьютерное моделирование движения кривошипно-ползунного механизма” (файл ТММ-ПСТ-лабор_раб.doc или Четырёхзвенники.doc.)
  

3. Задания на выполнение работы

Индивидуальные данные для выполнения работы Таблица 1

НАЗВАНИЕ ПАРАМЕТРА И РЕШАЕМЫЕ ЗАДАЧИ				варианты задания
				1	2	3	4	5	6	7	8
ПАРАМЕТРА МЕХАНИЗМА	Частота вращения кривошипа, об/мин		n1=	300	500	1000	2000	3000	4000	5000	6000
	Длина кривошипа, мм		ОА=	100	90	80	70	60	50	40	30
	Эксцентриситет, мм		е=	20	–25	20	-15	10	-10	5	0
	Длина шатуна, мм		АВ=	200	190	180	170	160	150	140	130
	Расстояние до центра масс шатуна, мм		АS2=	80	75	70	65	60	55	50	45
	Расстояние до точки C на шатуне, мм		S2C=	0	0	0	0	0	0	0	0
	Номер исходного положения		N=	1	3	5	7	9	11	13	15
	Вариант сборки			=1 – ползун справа				=–1 – ползун слева
РЕШАЕМЫЕ ЗАДАЧИ	Задача 1. Исследовать кинематику механизма с заданными размерами и в заданном положении
	Задача 2	Исследовать влияние:		ЭКСЦЕНТРИСИТЕТА		длины кривошипа		длины шатуна		ЭКСЦЕНТРИСИТЕТА
		на движение (на скорость и ускорение):		ползуна	шатуна	ползуна	шатуна	ползуна	шатуна	ползуна	шатуна
	Задача 3. Исследовать влияние на траекторию и параметры движения шатунной точки S2. Подобрать размер AS2, задающий положение точки на шатуне, при котором часть траектории точки S2 близка к отрезку прямой линии. Найти два решения: при AS2>0 и AS2<0. Исследование и подбор размера AS2 провести при заданных размерах механизма.

4. Последовательность выполнения работы

Этап 1 (подготовительный) – освоение компьютерной программы Четырёхзвенники.xls

• 
  Ознакомиться с методическими указаниями к работе (файл Четырехзвенники.doc или ТММ-ПСТ-лабор_раб.doc).
  
• 
  Открыть документ Бланк_Отчет_ТММ_01.doc. Внести в него свою фамилию (например, Иванов) и записать под именем Отчет_ТММ_01Иванов.doc. Заполнили во вновь созданном файле разделы 1-3 и снова записать под тем же именем.
  

Замечание. Отчет можно готовить не на ЭВМ, а вручную:

• 
  Открыть документ Четырехзвенники.xls.
  
• 
  Опробовать работу с клавишами управления движения (Один шаг, ПУСК (ПОЕХАЛИ), РЕВЕРС, СТОП, НАЧАЛЬНОЕ ПОЛОЖЕНИЕ, БЫСТРЕЕ, МЕДЛЕННЕЕ).
  
• 
  Ввести исходные данные в соответствии с заданным вариантом.
  
• 
  «Покрутить» свой механизм.
  

Этап 2 (основной) Задача 1 – исследование механизма с заданными размерами и в заданном положении

• 
  Проверить правильность ввода исходных данных (на соответствие заданному варианту).
  
• 
  Просмотреть полученные диаграммы и подкорректировать те из них:
  

• 
  на которых траектория точки А конца кривошипа или годографы скорости (ускорения) этой точки из окружностей превратились в эллипсы (надо растянуть или сжать в одном из направлений всю такую диаграмму);
  
• 
  на которых «расползлись» надписи при движении механизма (надо передвинуть мышкой надпись по полю диаграммы);
  
• 
  на которых надписи стали слишком мелкими или, наоборот, слишком крупными по размеру (надо изменить шрифт, а иногда и шаг сетки на диаграмме).
  

• 
  Перенести в отчет (см. пункты 7 и 8 «Инструкции по работе с программой») или распечатать все 4 страницы листа “Мех_В_ВВП” файла Четырёхзвенники.xls.
  

Этап 3 (исследовательский) Задача 2 – исследование влияния одного из размеров механизма на движение ползуна или шатуна.

• 
  В соответствии с заданным вариантом выбрать варьируемый параметр (OA, AB или е) и определиться какие диаграммы нужно будет заносить в отчет или распечатывать. Можно при этом в качестве главных результатов брать с листа Мех_В_ВВП файла Четырёхзвенники.xls:
  

• 
  две диаграммы: скорость-перемещение и ускорение-перемещение со страницы 2, при исследовании движения ползуна;
  
• 
  две диаграммы: Угловая скорость шатуна и Угловое ускорение шатуна со страницы 3, при исследовании движения шатуна;
  

• 
  Назначить пределы изменения варьируемого размера механизма. Например:
  

• 
  длину кривошипа OA изменять в пределах от ОА_MIN = e + 0,1 AB до ОА_MAX = 0,9 AB-e;
  
• 
  длину шатуна AB изменять в пределах от АB_MIN = e + OA до АB_MAX = 10 OA;
  
• 
  эксцентриситет e изменять в пределах от e_MIN = – OA до e_MAX = OA.
  

• 
  Выполнить 3–5 расчетов при различных значениях варьируемого параметра и занести по каждому варианту главные результаты в отчет (см. пункт 8 «Инструкции по работе с программой»).
  

Этап 4 (конструкторский) Задача 3 – исследование шатунных кривых и синтез механизма с почти прямолинейным отрезком шатунной кривой.

• 
  Вновь ввести исходные данные в соответствии с заданным вариантом.
  
• 
  Выполнить 3–5 расчетов при различных значениях размера AS₂ и занести в отчет по каждому варианту расчета рисунок механизма – диаграмму со страницы 2 листа Мех_В_ВВП файла Четырёхзвенники.xls. Расчеты выполнить, изменяя AS₂ примерно от AS₂ = –2AB до AS₂ = 3AB. Не забудьте перед переносом диаграммы в отчет растянуть или сжать её, чтобы сделать траекторию точки А окружностью.
  
• 
  Подобрать размер AS₂, задающий положение точки на шатуне, при котором часть траектории точки S₂ близка к отрезку прямой линии. Найти два решения: при AS₂>0 и AS₂<0. При нахождении размера AS₂ стремитесь к тому, чтобы радиус кривизны на диаграмме Радиус кривизны траектории точки S₂ (без учета знака) был большим. А кривизна на диаграмме Кривизна траектории шатунной точки S2 (с учетом знака) меняла бы свой знак. При этом визуально на диаграмме Кривошипно-ползунный механизм 5–7 точек шатунной траектории будут располагаться почти на прямой линии.
  
• 
  Для каждого из найденных решений занести в отчет диаграммы: Кривошипно-ползунный механизм, Кривизна траектории шатунной точки S2 (с учетом знака), Радиус кривизны траектории точки S₂ (без учета знака).
  

5. Подготовка отчета и его защита

• 
  Сделать выводы и занести их в отчет.
  
• 
  Ответить на вопросы в конце отчета.
  

• 
  Распечатать отчет.
  
• 
  Подготовиться к защите работы и защитить ее.
  

При подготовке к защите работы используйте:

• 
  методические пособия [2,3] (файл Учебное пособие.doc на CD),
  
• 
  приложение П.1.1. Структура механизмов и основы метрического синтеза к рабочей тетради по ТММ (файл Рабочая тетрадь.doc на CD).
  

6. Контрольные вопросы к защите работы

1. 
   Почему механизм называют кривошипно-ползунным? Изобразите схемы механизмов: кривошипно-коромыслового, кривошипно-кулисного, двух кривошипного.
   
2. 
   Что такое кинематическая диаграмма? Что откладывают на осях диаграмм?
   
3. 
   Одинаково ли ускорение ползуна в обоих крайних положениях? Чем это объяснить?
   
4. 
   Как изменяются скорости и ускорения ползуна при уменьшении (увеличении) длины шатуна АВ (виды диаграмм и максимальные значения)?
   
5. 
   Как изменяются скорости и ускорения ползуна при изменении эксцентриситета e (виды диаграмм и максимальные значения)?
   
6. 
   Как изменится план скоростей при изменении направления вращения кривошипа (при реверсе)? Что при этом происходит с планом ускорений?
   
7. 
   Как изменяется вид траектории шатунной точки при изменении длины AS₂ (в диапазоне от AS₂= – 2AB до AS₂ = 3  AB).
   
8. 
   Что такое радиан? Что означает ускорение a = 50 м/с? Что означает угловое ускорение = 200 1/c²?
   

ЛИТЕРАТУРА

в оглавление