- •Содержание
- •1. Описание работы машины и исходные данные к проектированию
- •Рычажный механизм
- •Зубчатая передача
- •Кулачковый механизм
- •2. Исследование динамики машинного агрегата
- •3. Динамика машинного агрегата
- •3.1 Постановка задачи динамического синтеза и анализа машинного агрегата
- •3.2 Структурный анализ рычажного механизма
- •3.3 Метрический синтез определение размеров звеньев рычажного механизма
- •3.4. Определение кинематических характеристик.
- •3.4.1 Графический метод решения задачи
- •3.4.1.1 Построение плана положений механизма
- •3.4.1.2. Построение плана аналогов скоростей
- •3.4.1.3 Расчет кинематических характеристик графическим методом
- •3.4.2 Аналитический метод решения задачи
- •3.4.2.1. Составление схемы алгоритма аналитический решения задачи
- •3.4.2.2. Расчёт кинематических характеристики в одном положении.
- •3.5 Выбор динамической модели
- •3.6 Построение индикаторной диаграммы двс и расчёт движущей силы для всех 13 положений механизма
- •3.7 Состовление схемы алгоритма расчета приведенного момента движущих сил и расчет в одном конкретном положении.
- •3.8 Состовление схемы алгоритма расчёта переменной составляющей приведенного момента инерции и состовляющих. Расчёт и состовляющих и расчёт контрольных положений
- •3.9 Составление схемы алгоритма по определению постоянной составляющей приведенного момента инерции по методу Мерцалова
- •3.10 Определение закона движения звена приведения
- •3.11 Схема алгоритма программы
- •3.12 Построение кинематических диаграмм движения ползуна
- •3.13 Построение графиков кинематических характеристик рычажного механизма
- •3.14 Построение графика переменной составляющей приведенного момента инерции
- •Построение графика приведенных моментов движущих сил и сил сопротивления.
- •3.16 Построение графика изменения работы движущих сил и сил сопротивления.
- •3.17 Построение графика изменения кинетической энергии машины.
- •3.18 Построение графика изменения угловой скорости и углового ускорения кривошипа.
- •3.19 Определение массы маховика и его параметров
- •3.20 Анализ и выводы по разделу
- •4. Динамический анализ рычажного механизма
- •4.1 Задачи динамического анализа и методы их решения
- •4.2 Кинематический анализ рычажного механизма
- •4.2.1 Построение плана положения механизма
- •4.2.2 Построение плана скоростей всех точек и звеньев механизма.
- •4.2.3 Построения планов ускорений.
- •4.4.3 Определение параметров реакций во всех кинематических парах данной группы
- •4.4.4 Построение планов положения механизма 1-го класса с указанием сил, действующих на звено 1
- •4.4.5 Определение уравновешивающего момента
- •4.4.6 Построение плана сил входного звена
- •4.5 Подготовка исходных данных для расчёта на эвм
- •4.6 Построение годографа реакции
- •4.7 Построение годографа реакции
- •4.9 Построение годографа реакции
- •4.10 Построение графика реакции
- •4.11 Анализ построенных годографов и графиков
- •4.12 Выводы по разделу
- •5.3. Составление схемы алгоритма расчёта кинематических характеристик толкателя
- •Аналог скорости движения толкателя определяется по уравнению:
- •5.4. Расчет значений перемещения толкателя, его аналогов скорости и ускорения для 2-х контрольных положений.
- •Аналог скорости движения толкателя определяется по уравнению:
- •Кинематические характеристики получены для фазового угла:
- •5.5 Построение совмещенной упрощенной диаграммы и определение основных размеров механизма
- •5.6 Составление схемы алгоритма расчета полярных и декартовых координат центрового профиля кулачка
- •5.7 Подготовка исходных данных для эвм. Расчет на эвм.
- •5.8 Построение кинематической диаграммы движения толкателя а) Кинематическая диаграмма перемещения толкателя
- •Б) Кинематическая диаграмма аналога скорости толкателя:
- •В) Кинематическая диаграмма аналога ускорения толкателя.
- •5.9 Построение полной совмещенной диаграммы и определение уточненных значений основных размеров механизма
- •5.10 Построение профиля кулачкового механизма.
- •5.10.1. Построение центрового профиля кулачка.
- •5.11 Расчет полярных и декартовых координат центрового профиля кулачка в двух контрольных положениях
- •5.12 Определения радиуса ролика толкателя, построение действительного профиля кулачка
- •5.14 Выводы по разделу
- •Заключение
4.4.3 Определение параметров реакций во всех кинематических парах данной группы
Реакции и неизвестны по величине, но известны по направлению. Измерим векторы неизвестных реакций и полученные значения умножим на масштабный коэффициент силы.
=[8–1]
=[8–2]
=[7–8]
=[4–8]
4.4.4 Построение планов положения механизма 1-го класса с указанием сил, действующих на звено 1
Выделяем кривошип из механизма и вычерчиваем его в масштабе. Рассмотрим начальное звено 1. В точке А приложим известную реакцию , а в точке О – неизвестную реакцию . Противоположно направлению углового ускорения прикладываем главный момент инерции и уравновешивающий момент .
4.4.5 Определение уравновешивающего момента
Уравновешивающий момент находим из уравнения моментов сил относительно точки В:
4.4.6 Построение плана сил входного звена
Найдем длины векторов на плане сил через масштабный коэффициент силы:
[1–2]=
[2–3]=
Построение плана сил осуществляем следующим образом:
Из точки 1 проводим отрезок [1–2] параллельно реакции противоположно по направлению. Из точки 2 проводим вектор [2–3] параллельно вектору . Тогда вектор [3–1] соответствует реакции .
4.4.7 Расчет параметров реакции в коренном подшипнике
Определяем значение искомой реакции в коренном подшипнике через масштабный коэффициент силы:
[3–1]
Измеряем угол
Б. Аналитическое решение задачи
4.4.8 Составление схемы алгоритма силового расчета группы Ассура(2,3) и механизма 1-го класса
Для расчета группы Ассура (2,3) (рисунок. 4.1) и механизма 1 класса (рисунок. 4.2) аналитический расчет выглядит следующим образом:
-
;
-
;
-
;
-
;
-
;
-
;
-
;
-
;
-
;
-
;
-
;
-
;
-
;
-
;
-
;
-
;
-
;
-
;
-
;
-
;
-
.
Рисунок 4.1
Рисунок 4.2
4.4.9 Расчет параметров реакции во всех кинематических парах и уравновешивающего момента
1. Определяем силы тяжести:
;
;
.
2. Определяем моменты сил инерции и силы инерции:
;
;
;
;
.
3. Определяем реакции группы Ассура (2,3):
. Определяем проекции реакции R12:
5. Определяем проекции реакции R23 во внутренней кинемат.паре В:
6. Определяем уравновешивающий момент :
7. Определяем проекцию реакции :
8. Определяем полную реакцию :
9. Определяем полную реакцию :
10. Определяем полную реакцию :
Сравним значения, в графическом и аналитическом методе расчёта:
Таблица 4.1 Сравнение полученных результатов
Метод расчёта |
|||||
Графический |
26100 |
26000 |
29000 |
240 |
3500 |
Аналитический |
26200 |
26100 |
29400 |
243 |
3476 |
4.5 Подготовка исходных данных для расчёта на эвм
Таблица 4.1 Исходные данные для ЭВМ
№ |
Параметр |
Условное обозначение |
Единица измерений |
Величина |
||
1 |
Схема кривошипно- ползунного механизма
|
|
|
|||
2 |
Размеры звеньев |
е |
м м м м |
0,03 0,095 0,315 0 |
||
3 |
Начальная обобщённая координата |
град |
0 |
|||
4 |
Массы и моменты Инерции звеньев |
|
кг кг кг |
42 2,6 2,1 0,017 |
||
5 |
Постоянная составляющая приведенного момента инерции |
1,86 |
||||
№ Положения кривошипа |
Угловая скорость |
Угловое ускорение |
Движущая сила газа на поршень |
|||
1 |
-238,579 |
129,176 |
-52800 |
|||
2 |
-239,1 |
-572,064 |
-47850 |
|||
3 |
-240,583 |
-700,654 |
-31900 |
|||
4 |
-241,985 |
-533,21 |
-18700 |
|||
5 |
-242,702 |
-123,422 |
-3250 |
|||
6 |
-242,885 |
-30,547 |
-2750 |
|||
7 |
-242,768 |
130,325 |
0 |
|||
8 |
-242,348 |
253,254 |
0 |
|||
9 |
-241,729 |
299,439 |
0 |
|||
10 |
-240,98 |
367,632 |
-5500 |
|||
11 |
-240,072 |
439,598 |
-14850 |
|||
12 |
-239,143 |
386,438 |
-24200 |
|||
13 |
-238,579 |
129,177 |
-26400 |