- •Глава 1 Описание работы машины и исходные данные для проектирования
- •1.1 Легковой автомобиль с двухтактным двигателем внутреннего сгорания
- •Глава 2 Исследование динамики машинного агрегата
- •2.1 Задачи исследования. Блок схема исследования динамики машинного агрегата
- •2.2 Структурный анализ и геометрический синтез исполнительного рычажного механизма. Определение масс и моментов инерции звеньев. Построение плана положения механизма
- •Структурный анализ исполнительного рычажного механизма
- •2.2.2 Геометрический синтез рычажного механизма
- •Определение масс и моментов инерции звеньев
- •2.2.4 Построение планов положений механизма
- •2.3 Определение кинематических характеристик кпм и контрольный расчет их для положения 1.2
- •Графический метод определения аналогов скоростей
- •Определение движущих сил
- •2.5 Динамическая модель машинного агрегата
- •2.5.1 Определение приведенного момента движущих сил
- •2.6 Определение переменной составляющей приведенного момента инерции
- •3.9 Определение работ внешних сил и величины приведенного момента сил сопротивления
- •Приведенного момента инерции и момента инерции маховика
- •3.12 Определение закона движения звена приведения
- •3.13 Схема алгоритма программы исследования динамической нагруженности машинного агрегата
2.5 Динамическая модель машинного агрегата
В движении входного звена исполнительного рычажного механизма имеют место колебания угловой скорости, основными причинами которых являются:
1) несовпадение законов изменения сил сопротивления и движущих сил в каждый момент времени;
2) непостоянство приведенного момента инерции звеньев исполнительного и некоторых вспомогательных механизмов.
Чтобы учесть влияние названных причин на закон движения входного звена исполнительного механизма, составляется упрощенная динамическая модель машинного агрегата и на ее основе - математическая модель, устанавливающая функциональную взаимосвязь исследуемых параметров.
Наиболее простой динамической моделью машинного агрегата может быть одномассовая модель, представленная на рис. 2.5.1.
В качестве такой модели рассматривается условное вращающееся звено – звено приведения, которое имеет момент инерции относительно оси вращения (приведенный момент инерции) и находится под действием момента сил (приведенного момента сил). В свою очередь, , где - приведенный момент движущих сил; - приведенный момент сил сопротивления. Кроме того, , где - постоянная составляющая приведенного момента инерции; - переменная составляющая приведенного момента инерции. В величину входят собственный момент инерции кривошипа (I0), приведенные моменты инерции ротора электродвигателя и передаточного механизма ( ), а также момент инерции Iм добавочной массы (маховика), причем необходимость установки маховика определяется на основании заданной степени неравномерности движения звена приведения.
Динамические характеристики МП и IП должны быть такими, чтобы закон вращения звена приведения был таким же, как и у главного вала машины (кривошипа 1 основного исполнительного рычажного механизма), т.е.
2.5.1 Определение приведенного момента движущих сил
Для двигателей приведенный момент сопротивления принимается постоянным ( ), а приведенный момент движущих сил определяется в результате приведения движущих сил и сил тяжести звеньев.
Как отмечено ранее, приведенный момент сил представляется в виде алгебраической суммы
Определение выполняется из условия равенства мгновенных мощностей
.
Откуда
где и - проекции силы на оси координат;
и - проекции аналога скорости точки приложения силы ;
- передаточная функция от -го звена, к которому приложен момент , к звену 1;
= +1 при направлении вращения звена 1 против часовой стрелки;
= -1 при направлении движения звена 1 по часовой стрелке.
В формуле силы , и моменты берутся со знаками, соответствующими правой системе координат (положительное направление движения – против часовой стрелки).
Для горизонтального механизма определяется из равенства
откуда
Рис. 2.5.2
Учитывая, что получим
В рассматриваемом положении сила имеет отрицательное значение, так как она направлена против положительного направления оси X.
Рассчитываем значение для второго положения механизма
Разделим на :