- •Содержание.
- •1. Описание работы механизма и исходные данные для проектирования. Бензомоторная пила.
- •2. Задачи исследования. Блок-схема исследования машинного агрегата.
- •3. Динамика машинного агрегата.
- •3.1 Структурный анализ.
- •3.2 Геометрический синтез рычажного механизма.
- •3.3 Построение плана положений механизма.
- •3.4 Определение кинематических характеристик кпм (аналитически).
- •3.5 Обработка индикаторной диаграммы и определение внешних сил.
- •3.6 Динамическая модель машинного агрегата.
- •3.6.1 Определение приведённых моментов сил сопротивления и движущихся сил.
- •3.6.2 Определение переменной составляющей приведённого момента инерции.
- •3.6.3 Определение постоянной составляющей приведённого момента инерции и момента инерции маховика.
- •3.6.4 Определение законов движения звена приведения.
- •3.6.5 Схема алгоритма программы исследования динамической нагруженности машинного агрегата.
- •3.7 Обработка результатов вычисления.
- •3.8 Выводы.
- •4. Динамический анализ нагруженности рычажного механизма. Задачи динамического анализа.
- •4.1 Кинематический анализ механизма.
- •4.1.1 Графический метод планов.
- •4.1.2 Аналитическая кинематика механизма.
- •4.2 Силовой расчёт механизма.
- •4.2.1 Расчёт методом планов сил.
3.3 Построение плана положений механизма.
- начальная обобщённая координата, соответствующая наиболее удалённому крайнему положению ползуна.
Выбор масштабного коэффициента длины :
принимаем OA=35мм.
3.4 Определение кинематических характеристик кпм (аналитически).
Действительная схема Расчётная схема механизма
Кинематические характеристики определяются по формулам, выведенным для метода замкнутого векторного контура.
Расчёт кинематических характеристик:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
10.
11.
16.
17.
Для сравнения произведем определение кинематических характеристик построением плана аналогов скоростей. Для построения плана аналогов скоростей примем . В этом случае отрезок pa изображает аналог скорости точки А : ра=ОА . Известно , что . Поскольку между скоростями и аналогами скоростей существует пропорциональность, то для точки В записываются аналогичные векторные уравнения:
Построение точки находим по теореме подобия. Графический расчёт:
Сопоставление расчётов:
|
|
, м |
Аналитический |
-0,218 |
0,021 |
Графический |
-0,21 |
0,02 |
3.5 Обработка индикаторной диаграммы и определение внешних сил.
Индикаторная диаграмма представляет собой графическое изображение зависимости давления P от перемещения S ползуна. Требуется определить значение давления P и силы F для всех положений механизма.
Выбираем масштабный коэффициент для обработки диаграммы:
Сила, действующая на поршень, рассчитывается по формуле:
, где - площадь поршня. ; Где d=75мм – диаметр поршня.
Таблица результата расчётов:
№ |
, мм |
, МПа |
, Н |
1 |
120 |
3 |
-13248 |
2 |
117 |
2,9 |
-12806 |
3 |
100 |
2,5 |
-11040 |
4 |
65 |
1,6 |
-7066 |
5 |
28 |
0,7 |
-3091 |
6 |
12 |
0,3 |
-1325 |
7 |
0 |
0 |
0 |
8 |
0 |
0 |
0 |
9 |
6 |
0,2 |
-883 |
10 |
19 |
0,5 |
-2208 |
11 |
37 |
0,9 |
-3974 |
12 |
66 |
1,7 |
-7507 |
13 |
120 |
3 |
-13248 |
3.6 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.
Двигатель
Передаточный механизм
Основной (исполнительный) рычажный
механизм
Вспомогательные (кулачковые, рычажные
и др.) механизмы
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:
В качестве такой модели рассматривается условное вращающееся звено – приведения, которое имеет момент инерции относительно оси вращения (приведённый момент инерции) и находится под действием момента сил , где - приведённый момент движущих сил; - приведённый момент сил сопротивления.
Динамические характеристики и 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. , ,