- •Введение.
- •1. Обоснование выбора схемы машины
- •2. Расчет энергопотребления машины
- •3. Выбор электродвигателя.
- •4. Синтез зубчатого механизма.
- •4. Синтез кулачкового механизма.
- •5. Определение длин звеньев механизма.
- •6. Динамический синтез машины Расчет массы и моментов инерции звеньев
- •7 Расчет приведенных моментов инерции.
- •8. Исследование движения главного вала машины
- •9. Силовой анализ механизма
- •Заключение.
- •Список литературы
8. Исследование движения главного вала машины
После установки маховика определяется угловая скорость кривошипа на стадии установившегося движения для различных положений:
Для удобства анализа результаты вычислений сводятся в таблицу.
-
№
T0+ΔTi
0
56135
6.074
1
56098
6.0746
2
53453
5.929
3
50808
5.7796
4
50771
5.778
5
52047
5.8506
6
53453
5.93
7
54859
6.066
По результатам вычислений строится график зависимости угловой скорости кривошипа от времени. По этому графику определяем угловое ускорение кривошипа в одном расчетном положении. В нашем случае – положение 2.
где - угол между касательной в точке 7 и осью абсцисс. Ускорения центров масс звеньев и их угловые ускорения определяются из плана ускорений, который строится для расчетного (наиболее нагруженного) положения в масштабе µa = 0,01м/с2·мм.
Вычисления начинаются с входного звена (кривошипа) несущего механизма. Векторное уравнение ускорения точки А: .
Нормальное ускорение точки А:
откладывается в виде вектора πn1 (параллельно звену ОА).
Касательное ускорение точки А:
откладывается в виде вектора n1a (перпендикулярно звену ОА).
Векторное уравнение ускорения точки B – крайней точки шатуна:
Нормальное ускорение BA:
откладываются в виде векторов an2 (параллельно звеньям АВ).
Для определения касательного ускорения из точки n2 (перпендикулярно звену АВ) проводится луч, на пересечении которого с осью OX находится точка b. Модуль ускорения звена B определиться по формуле:
Определим ускорение точки С, принадлежащей 2-му звену. Нормальная составляющая ускорения С2 определится как:
где AB и BC – расстояния, взятые из плана положений механизма.
Направление ускорения совпадает с направлением ускорения .
Из острия вектора проводится отрезок, перпендикулярный звену AB, до пересечения на плане ускорений с линией ab, образуя точку С2. Величина полного ускорения точки С2 определится как:
Векторное уравнение ускорения точки С5, принадлежащей 5 звену:
Кориолисова составляющая ускорения точки C5 рассчитывается по формуле:
где - переносная скорость, взятая из плана скоростей.
Кориолисова составляющая откладывается перпендикулярно звену AB, в направлении точки Затем из точки k проводится отрезок, параллельный AB до пересечения с Величину ускорения точки C5 можно определить по формуле:
Ускорения центров масс звеньев и их угловые ускорения:
9. Силовой анализ механизма
После нахождения ускорений вычисляются инерционные нагрузки, действующие на звенья:
а) – силы инерции.
б) – силы инерции.
в) - силы тяжести. g = 9.81 м/с2
К рабочему органу прикладываем силу полезного сопротивления, которая в соответствии с графиком полезных нагрузок в рассматриваемом положении механизма составляет:
Для определения реакций в кинематических парах, разбиваем передаточный механизм на структурные группы. Отделяем от механизма два последних звена 4 и 5, а действие отброшенных звеньев заменяем реакциями. На звено 5 со стороны стойки 0 действует реакция Р05 , а на звено 4 – реакция со стороны кулисы. Для определения модуля неизвестных реакций строим многоугольник сил:
.
где - перпендикулярна 4-му звену;
- перпендикулярна линии перемещения выходного звена у-у.
Неизвестные реакции и определяются геометрически из плана сил. Для этого в соответствии с уравнением последовательно от точки a откладываются векторы сил Далее через начало (точку а) и через окончание плана сил (точку d) проводятся лучи перпендикулярно соответственно 4-му звену и линии у-у, на пересечении которых находится точка, определяющая величины векторов и .
Величины векторов и равны:
Учитывая, что масштаб построения неизвестные реакции оказались равны:
Для структурной группы 2-3 векторное уравнение сил:
находим , составив уравнение моментов относительно точки А:
,
Аналогично образом находим , составив уравнение моментов относительно точки А.
Неизвестную х-овую составляющую реакции определим геометрически из плана сил, для чего последовательно откладываются векторы сил и проводятся лучи параллельно соответственно звеньям АВ и ВС.
Для начального звена (кривошипа OA) векторное уравнение сил:
где - сила тяжести колеса уравнительной пары; - сила тяжести кулачка; - сила, действующая в зацеплении уравнительной пары (под углом 20° к касательной к основной окружности). Уравновешивающая сила определяется из уравнения моментов сил относительно точки О:
Неизвестная реакция определяется из плана сил, для чего последовательно откладываются векторы сил и проводится вектор, замыкающий силовой многоугольник.
Величина реакции равна: