- •1.Описание работы механизма и исходные данные для проектирования. Бензомоторная пила.
- •2.Задачи исследования. Блок-схема исследования машинного агрегата.
- •3.Динамика структурного агрегата.
- •3.1.Структурный анализ.
- •3.2.Геометрический синтез рычажного механизма.
- •3.3.Построение плана положений механизма.
- •3.4.Определение кинематических характеристик кривошипно-ползунного механизма и контрольный расчет их для положения №2 (аналитически).
- •3.5.Обработка индикаторной диаграммы и определение внешних сил, действующих на поршень.
- •3.6. Динамическая модель машинного агрегата.
- •3.6.1. Определение приведенных моментов сил сопротивления и движущих сил.
- •3.6.2 Определение переменной составляющей приведенного момента инерции и его производной
- •3.6.3. Определение постоянной составляющей приведенного момента инерции и момента инерции маховика
- •3.6.4 Определение закона движения звена приведения
- •3.6.5. Схема алгоритма программы исследования динамической нагруженности машинного агрегата.
- •3.7 Обработка результатов вычислений
- •3.8. Выводы
- •4. Динамический анализ нагруженности рычажного механизма. Задачи динамического анализа рычажных механизмов
- •4.1. Кинематический анализ механизма.
- •4.1.1. Графический метод планов.
- •4.1.1.1. Построение плана положений.
- •4.1.1.2. Построение плана скоростей.
- •4.1.1.3. Построение плана ускорений.
- •4.1.2 Аналитическая кинематика механизма.
- •4.2 Силовой расчет механизма.
- •4.2.1 Расчет методом планов сил
- •4.2.1.1 Внешние силы на звеньях.
- •4.2.1.2 Определение реакций в кинематических парах группы.
- •4.2.1.3 Силовой расчет входного звена.
- •4.2.2.3 Силовой расчет входного звена
- •4.3 Обработка результатов вычислений.
- •5. Проектирование кулачкового механизма.
- •5.1. Входные параметры и условия синтеза.
- •5.2. Расчет и построение кинематических характеристик движения толкателя.
- •5.3. Определение основных размеров кулачкового механизма.
- •5.4.Определение радиуса ролика и построение рабочего профиля кулачка.
- •5.5. Определение углов давления и оценка опасности заклинивания.
3.4.Определение кинематических характеристик кривошипно-ползунного механизма и контрольный расчет их для положения №2 (аналитически).
Действительная схема Расчетная схема
Кинематические характеристики определяются по формулам, выведенным для метода замкнутого векторного контура.
Расчет кинематических характеристик:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
Для сравнения произведем определение кинематических характеристик построением плана аналогов скоростей. Для построения плана аналогов скоростей примем . В этом случае отрезок ра изображает аналог скорости точки А ра=ОА. Известно, что . Поскольку между скоростями и аналогами скоростей существует пропорциональность, то для точки В записываются аналогичные векторные уравнения:
Построение точки S на плане находим по теореме подобия. Произведем графический расчет:
Сопоставление расчетов и :
|
||
Аналитический |
−0,22 |
0,0244 |
Графический |
−0,21 |
0,025 |
3.5.Обработка индикаторной диаграммы и определение внешних сил, действующих на поршень.
Индикаторная диаграмма представляет собой графическое изображение зависимости давления Р от перемещения ползуна S. Требуется определить значения давления Р и силы F для всех положений механизма.
Для обработки индикаторной диаграммы выбираем масштабный коэффициент:
Сила, действующая на поршень определяется по формуле:
, где площадь днища поршня: , где d диаметр поршня.
Результаты расчетов сводим в таблицу.
№ |
|||
1 |
80 |
3200000 |
18149 |
2 |
78 |
3120000 |
17695 |
3 |
70 |
2800000 |
15880 |
4 |
47 |
1880000 |
10662 |
5 |
27 |
840000 |
4746 |
6 |
11 |
440000 |
2495 |
7 |
0 |
0 |
0 |
8 |
0 |
0 |
0 |
9 |
2 |
80000 |
453 |
10 |
10 |
400000 |
2268 |
11 |
25 |
1000000 |
5671 |
12 |
43 |
1720000 |
9755 |
13 |
80 |
3200000 |
17695 |
3.6. Динамическая модель машинного агрегата.
В движении входного звена исполнительного рычажного механизма имеют место колебания угловой скорости, основными причинами которых являются:
1)несовпадение законов изменения сил сопротивления и движущих сил в каждый момент времени;
2)непостоянство приведенного момента инерции звеньев исполнительного и некоторых вспомогательных механизмов.
Двигатель
Передаточный механизм
Основной (исполнительный) рычажный механизм
Вспомогательные (кулачковые; рычажные и др.) механизмы
Чтобы учесть влияние названных причин на закон движения входного звена исполнительного механизма, составляется упрощенная динамическая модель машинного агрегата и на ее основе – математическая модель, устанавливающая функциональную взаимосвязь исследуемых параметров.
Наиболее простой динамической моделью машинного агрегата может быть одномассовая модель представленная ниже:
В качестве такой модели рассматривается условное вращающееся звено – звено приведения, которое имеет момент инерции относительно оси вращения (приведенный момент инерции) и находится под действием момента сил (приведенного момента сил). В свою очередь
Где приведенный момент движущих сил;
приведенный момент сил сопротивления.
Динамические характеристики и должны быть такими, чтобы закон вращения звена приведения был таким же, как и у главного вала машины (кривошипа 1 основного исполнительного рычажного механизма), т.е.