3. Прототип 2

3.1. Исходные данные

На рис. 3.1 показана схема механизма.

Рис3.1

Исходные данные механизма.

OA= 0.243275м

BC=0.61 м

AB=0.535 м

XC -1.605615м

M1=-1

XE= -1.07041м

DE= 1.75158 м

M2=1

YC= 1.878083м

X2D= 1.75158м

Y2D= 0.38924м

3.2.Структурный анализ механизма

Структурный анализ данного прототипа представлен в первой курсовой работе

3.3. Геометрический анализ механизма

План 12 положений механизма

На рис.3.3 показаны 12 положений механизма в масштабе

Рис. 3.3

Групповые уравнения и их решения

Решение групповых уравнений представлено в первой курсовой работе

3.4..Кинематический анализ механизма

Планы скоростей и ускорений

На рис. 3.4.1 показан план аналогов скоростей для положения 5

Рис. 3.4.1

На рис. 3.4.2 показан план аналогов ускорений для положения 5

Рис. 3.4.2

На рис. 3.4.3 показан план аналогов скоростей и ускорений для крайнего положения

Рис. 3.4.3

Аналитическое определение аналогов скоростей и ускорений представлено в первой курсовой работе

Результаты расчета

Таблица 2

	Стандартная программа
Xa	0.1125833
Ya	0.065
Xc	-0.35
Yc	0.2
Xd	0.259591591
Yd	0.147103003
Xe	0.7
Ye	1.155091313
ϕ2	163.730679
ϕ4	66.398609
Vxa	-0.065
Vya	0.1125833
Vxd	9.8646762*10^-3
Vyd	0.113681759
Vye	0.11799182
Vϕ2	0.1864884
Vϕ4	9.78649861*10^-3
wxa	-0.1125833
wya	-0.065
wxd	-0.02766603
wyd	-0.07267185
wye	-0.08487461
wϕ2	-0.12223183
wϕ4	-0.0274886

4. Сравнение прототипов

На рис. показаны графики функции положения и ее производных по обобщенной координате

Рис. 4.1

4.1.Сравнительный анализ механизмов по критериям качества

В результате геометрического анализа были определены координаты всех точек механизмов, углы наклона звеньев, исследованы функции положения механизмов, а также были построены графики ФП.

Первый прототип:

Коэффициент передачи внешних сил:

_,

_{Коэффициент передачи внутренних сил}в группе ВВВ:

_{Коэффициент передачи внутренних сил}в группе ВВП:

_{Коэффициент изменения средней скорости:}

Ход выходного звена

H=0,5

Габариты: 1609x1093 мм

Второй прототип:

_,

_{Коэффициент передачи внутренних сил}в группе ВПВ:

_{Коэффициент передачи внутренних сил}в группе ВВП:

_{Коэффициент изменения средней скорости:}

Ход выходного звена

H=0,5

Габариты: 2876x2717 мм

Выберем первый прототип, тк его габариты оказались меньшими.

Часть 2

1.Введение

Силовой анализ механизмов основывается на решении прямой, или

первой, задачи динамики - по заданному движению определить действующие силы. Поэтому законы движения начальных звеньев при силовом анализе считаются заданными. Внешние силы, приложенные к звеньям механизма, обычно тоже считаются заданными и, следовательно, подлежат определению только реакции в кинематических парах.

Механизм 1

2.Определение задаваемых сил и сил инерции

На рис.2.1показана нагрузочная диаграмма

Рис. 2.1

Построим график рабочей нагрузки

На рис.2.2 показан график рабочей нагрузки

Рис. 2.2

Массы звеньев, определим по зависимости: , где- длина звена, -погонная масса.

Mассы звеньев

Моменты инерции определяем по формуле , для 2-го звена воспользуемся теоремой Штейнера

Моменты инерции

Силы тяжести звеньев определим по формуле:

Координаты центров масс звеньев:

Проекции сил инерции и моменты сил инерции:

3.Аналитическое решение уравнений кинетостатики

См в первой курсовой работе

Результаты расчетов

Таблица 3.

Реакция	Стандартная программа
R45x	3.501*10^4
R54y	-2.4358*10^5
R05x	-3.501*10^4
R24x	3.4793*10^4
R24y	-2.4288*10^5
R03x	-3.302*10^5
R03y	-7.024*10^5
R12x	3.651*10^5
R12y	4.5893*10^5
R01x	3.657*10^5
R01y	4.589*10^4
Q	4.0958*10^4

На рис.2.3 показан график зависимости движущего момента

Рис. 2.3

3.Оценка внешней виброактивности исполнительного механизма и уравновешивание механизма

При движении машины помимо статических усилий возникают динамические усилия, которые передаются на стойку (корпус) машины. Эти динамические усилия, будучи переменными по модулю и направлению, передаются на фундамент, вызывая ряд нежелательных явлений вибрационного характера.

Условием полного внешнего внешнего уравновешивания является равенство нулю главного вектора и главного момента реакций в опорах относительно произвольного центра приведения. Если при этом активные силы уравновешены, то задача внешнего уравновешивания механизма сводится к уравновешиванию главного вектора и главного момента сил инерции его подвижных звеньев.

Уравновешивание можно произвести двумя способами:

1.Установка противовесов на звенья.

Этот способ позволяет полностью уравновесить главный вектор сил инерции, но, как следствие установки противовеса, подвижные звенья механизма нагружены значительными массами.

2.Установка вращающихся противовесов.

Этот способ наиболее часто используется. В результате использования этого способа уравнивается одна гармоника главного вектора сил инерции.

Определим главный вектор сил инерции

Определим приведенный момент инерции:

Мерой внешней виброактивности механизма при внутренней рабочей нагрузке является главный вектор сил инерции. В цикловых механизмах он является периодической функцией и может быть разложен в сходящийся ряд Фурье, представляющий собой сумму эллиптических гармоник.

Для упрощения расчетов раскладывается в ряд Фурье с точностью до пяти гармоник:

=1,2,3,4,5– номер гармоники.

Чтобы уравновесить данный механизм необходимо поставить противовесы, предварительно сосчитав их массы и начальные углы установки

Уравновесим F₁:

Установим 2 вращающихся противовеса, чтобы выполнялось условие:

для любого .

Определим: – массы противовесов;

–углы установки противовесов при =0.

Запишем проекции векторов на оси x,y:

Приравняем коэффициенты при и(считаем, что радиусы

установки противовесов равны радиусу кривошипа ):

1+4: ; 3+2:;

1-4: ; 3-2:.

Массы противовесов:

;

Углы установки:

; ;

;

Получим:

;

На рис. 3.1 показана схема установки противовесов

Рис.3.1

На рис. 3.6. показан годограф сил инерции

Рис.3.2

В данном случае установка противовесов нецелесообразна, тк годограф изменился несильно