- •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
3.5 Выбор динамической модели
Для упрощения составления уравнений движения машины используется условная динамическая модель, которая должна удовлетворять следующим условиям:
-
Число независимых координат модели и механизма машины равны между собой;
-
Кинетическая энергия динамической модели должна быть равнее сумме кинетических энергий всех подвижных звеньев машины;
-
Работа всех сил в машине должна быть равна работе сил (моментов) динамической модели возможном перемещении;
Тогда для машины с w=1 динамическая модель будет иметь следующий вид:
Рисунок 3.5 Динамическая модель машинного агрегата
На рисунке 3.5 приведена наиболее простая динамическая модель машинного агрегата, в которой .
В качестве такой модели рассмотрим вращающееся звено – звено приведения, которое имеет момент инерции относительно оси вращения (приведенный момент инерции) и находится под действием приведенного момента сил .
; 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;
– приведенный момент трансмиссии;
– момент инерции добавочной массы (маховика), причем необходимость установки маховика определяется на основании заданной степени неравномерности движения звена приведения (кривошипа).
3.6 Построение индикаторной диаграммы двс и расчёт движущей силы для всех 13 положений механизма
Индикаторная диаграмма представляет собой графическую зависимость давления P от перемещения ползуна .
На индикаторной диаграмме отмечаем 13 положения механизма. Также необходимо указать такт расширения и сжатия.
Для построения диаграммы необходимо выбрать масштабный коэффициент на индикаторной диаграмме. Для его нахождения делим максимальное давление на максимальную ординату давления. В результате чего получаем:
Примем , тогда ;
Рассчитаем давление на поршень по формуле: ;
Рассчитаем площадь поперечного сечения поршня: ;
Сила, действующая на поршень, рассчитывается по формуле:;
Определим величину давления и силы, действующих на поршень для всех 13 положений, и данные занесём в таблицу 3.3
Таблица 3.3 Расчётные значения давления и силы
№ п/п |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
96 |
87 |
58 |
34 |
15 |
5 |
0 |
0 |
0 |
10 |
27 |
44 |
48 |
|
4800 |
4350 |
2900 |
1700 |
750 |
250 |
0 |
0 |
0 |
500 |
1350 |
2200 |
2400 |
|
52800 |
47850 |
31900 |
18700 |
8250 |
2750 |
0 |
0 |
0 |
5500 |
14850 |
24200 |
26400 |
Сила для всех 13 положений отрицательна, т.к. не совпадает по направлению с осью OX.