- •1.Описание работы механизма и исходные данные для проектирования. Бензомоторная пила.
- •2.Задачи исследования. Блок-схема исследования машинного агрегата.
- •3.Динамика структурного агрегата.
- •3.1.Структурный анализ.
- •3.2.Геометрический синтез рычажного механизма.
- •3.3.Построение плана положений механизма.
- •3.4.Определение кинематических характеристик кривошипно-ползунного механизма и контрольный расчет их для положения №2 (аналитически).
- •3.5.Обработка индикаторной диаграммы и определение внешних сил, действующих на поршень.
- •3.6. Динамическая модель машинного агрегата.
- •3.6.1. Определение приведенных моментов сил сопротивления и движущих сил.
- •3.6.2 Определение переменной составляющей приведенного момента инерции и его производной
- •3.6.3. Определение постоянной составляющей приведенного момента инерции и момента инерции маховика
- •3.6.4 Определение закона движения звена приведения
- •3.6.5. Схема алгоритма программы исследования динамической нагруженности машинного агрегата.
- •3.7 Обработка результатов вычислений
- •3.8. Выводы
- •4. Динамический анализ нагруженности рычажного механизма. Задачи динамического анализа рычажных механизмов
- •4.1. Кинематический анализ механизма.
- •4.1.1. Графический метод планов.
- •4.1.1.1. Построение плана положений.
- •4.1.1.2. Построение плана скоростей.
- •4.1.1.3. Построение плана ускорений.
- •4.1.2 Аналитическая кинематика механизма.
- •4.2 Силовой расчет механизма.
- •4.2.1 Расчет методом планов сил
- •4.2.1.1 Внешние силы на звеньях.
- •4.2.1.2 Определение реакций в кинематических парах группы.
- •4.2.1.3 Силовой расчет входного звена.
- •4.2.2.3 Силовой расчет входного звена
- •4.3 Обработка результатов вычислений.
- •5. Проектирование кулачкового механизма.
- •5.1. Входные параметры и условия синтеза.
- •5.2. Расчет и построение кинематических характеристик движения толкателя.
- •5.3. Определение основных размеров кулачкового механизма.
- •5.4.Определение радиуса ролика и построение рабочего профиля кулачка.
- •5.5. Определение углов давления и оценка опасности заклинивания.
3.6.1. Определение приведенных моментов сил сопротивления и движущих сил.
Определение выполняется из условия равенства мгновенных мощностей:
Откуда:
, где:
,- проекция силы на оси координат;
,- проекции аналогов скорости точки приложения силы ;
- передаточная функция от i-го звена, к которому приложен момент к звену 1;
при направлении вращения звена 1 по часовой стрелке.
Для вертикального механизма получаем:
Сила в изображенном случае отрицательна. Во втором положении:
Приведенный момент определяется из условия, что при установившемся режиме движения изменение кинетической энергии машины за цикл равно нулю, т.е. , и за цикл .
Работа движущих сил вычисляется по формуле:
Интегрировании выполняется численным метом по правилу трапеций:
где - шаг интегрирования в радианах.
С учетом при
3.6.2 Определение переменной составляющей приведенного момента инерции и его производной
Переменная составляющая определяется из условия равенства кинетических энергий, т.е. кинетическая энергия звена привидения, имеющего момент инерции , равна сумме кинетических энергий звеньев, характеризуемых переменными передаточными функциями :
Разделив это выражение на , с учетом того , что ,
получим :
=0,00087 кг·
Производная необходимая в последующем для определения закона движения звена приведения, имеет вид :
sign(=0.0009 кг·
3.6.3. Определение постоянной составляющей приведенного момента инерции и момента инерции маховика
В основу расчета положен метод Н.И. Мерцалова. Для определения изменения кинетической энергии машины предварительно определяем работу движущих сил . Для i-гo положения:
где
Тогда
Изменение кинетической энергии звеньев с постоянным приведенным моментом инерции равно :
,
где - кинетическая энергия звеньев, создающих переменную составляющую . По методу Мерцалова, определяется приближенно по средней угловой скорости :
Далее из полученного за цикл массива значений , находим максимальную и величины используя которые, вычисляем максимальный перепад кинетической энергии:
Тогда необходимая величина , при которой имеет место вращение звена приведения с заданным коэффициентом неравномерности , равна:
Момент инерции маховика определяется как
приведенный момент инерции всех вращающихся масс машины (ротора, зубчатых колес, кривошипа). задано в условии курсового проекта.
Иногда величина может оказаться больше полученного значения . Это означает, что не требуется установки маховика .
3.6.4 Определение закона движения звена приведения
С помощью зависимости , используемой при определении постоянной составляющей приведенного момента инерции по методу Мерцалова , можно получить зависимость угловой скорости звена приведения
Для любого положения кинетическая энергия звеньев, обладающих постоянным приведенным моментом инерции , равна :
где
Угловое ускорение определяется из дифференциального уравнения движения звена приведения: