- •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
3.4.1.2. Построение плана аналогов скоростей
Используя соотношение , строим план аналогов скоростей.
Для построения плана аналогов скоростей выбираем контрольное положение №3, при котором = 60°.
Примем масштабный коэффициент длины
Для начала построения плана аналога скоростей произвольно выбираем на чертеже точку р - полюс плана аналогов скоростей. После чего проводим из точки р отрезок рв, который перпендикулярный АВ и направлен в сторону вращения кривошипа (аналог скорости совпадает по направлению с вектором скорости).
Аналог скорости точки В – отрезок рa = OA=60мм.
Для точки С записываем систему векторных уравнений:
,
где
Так как то точка b0 совпадает с полюсом плана аналогов скоростей p.
Из точки b строим прямую линию, которая перпендикулярна шатуну AB плана положений механизма. Из точки p строим прямую линию, которая параллельна оси OX плана положений механизма. И на пересечении этих линий получаем точку c.
Точку на плане скоростей строим исходя из теоремы подобия аналогов скоростей:
где ab – отрезок на плане аналогов скоростей.
3.4.1.3 Расчет кинематических характеристик графическим методом
Измерив соответствующие отрезки на плане аналогов скоростей, вычислим реальные значения первых передаточных функций механизма:
По плану аналогов скоростей находим координаты X и Y аналога скорости центра масс шатуна 2.
Для определения этих координат необходимо опустить перпендикуляры из точки на оси X и Y, плана аналогов скоростей, и измерив линейкой величины и умножать их на масштабный коэффициент:
м
м
3.4.2 Аналитический метод решения задачи
3.4.2.1. Составление схемы алгоритма аналитический решения задачи
На рисунке 3.5 приведена расчётная схема механизма.
Рисунок 3.4 Расчётная схема механизма
Алгоритм вычислений, полученный на основании приведенного вывода, имеет вид:
Алгоритм вычисления:
φ1i= φ0+ Δφ (i-1), где i – положения механизма, а Δφ= (град) – шаг изменения обобщенной координаты;
«плюс» соответствует вращению кривошипа против часовой стрелки, а «минус» - по часовой; n – число интервалов деления одного оборота кривошипа.
Δφ=360/12= 300
Если i=2, тогда φ= φ0+Δφ*i=0+300*2=600
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Цикл:
3.4.2.2. Расчёт кинематических характеристики в одном положении.
Вычисляем кинематические характеристики механизма в 3-м положении:
Сравним результаты расчётов, полученные аналитическим и графическим методом Таблица 3.2.
Переменная |
Размерность |
Графический |
Аналитический |
м |
0.342 |
0.341 |
|
град. |
9 |
9,24 |
|
м |
0,125 |
0.123 |
|
м |
0,037 |
0.037 |
|
- |
-0.096 |
–0.096 |
|
- |
-0.054 |
-0.052 |
|
м |
-0.05 |
-0.05 |
|
м |
0.025 |
0.022 |