- •Курсовой проект (пояснительная записка)
- •Содержание
- •1 Описание работы машины и исходные данные для проектирования
- •2 Исследование динамики машинного агрегата
- •3 Динамический синтез и анализ машинного агрегата по заданному коэффициенту неравномерности движения δ
- •3.1 Задачи динамического синтеза и анализа машинного агрегата
- •3.2 Структурный анализ рычажного механизма
- •3.3 Определение размеров звеньев рычажного механизма
- •3.4 Определение кинематических характеристик рычажного механизма
- •3.4.1 Графический метод решения
- •3.4.1.1 Построение плана положений механизма
- •3.4.1.2 Построение плана аналогов скоростей и определение первых передаточных функций механизма
- •3.4.2 Аналитический метод решения
- •3.4 2.1 Составление схемы алгоритма расчета кинематических характеристик механизма
- •3.4.2.2 Расчет кинематических характеристик рычажного механизма
- •3.5 Выбор динамической модели и её обоснование
- •3.6 Построение индикаторной диаграммы и расчет движущей силы для всех положений механизма
- •3.7 Расчет приведенного момента движущих сил в двух контрольных положениях
- •3.8 Построение графика приведенных моментов движущих сил и сил сопротивления
- •3.9 Определение работы движущих сил
- •3.10 Построение графика изменения работы движущих сил и сил сопротивления
- •3.11 Расчет переменной составляющей приведенного момента инерции
- •3.12 Построение графика переменной составляющей приведенного момента инерции
- •3.15 Определение момента инерции маховика и его параметров
- •3.16 Составление схемы алгоритма по определению закона движения звена приведения ω1(t)
- •3.17 Построение графика изменения угловой скорости звена приведения
- •3.18 Составление схемы алгоритма по определению закона движения звена приведения ε1(t)
- •3.19 Построение графика изменения углового ускорения звена приведения
- •3.20 Построение графика кинематических характеристик рычажного механизма
- •3.21 Построение графика изменения кинетической энергии машины
- •3.22 Анализ и выводы по разделу
- •Динамический анализ рычажного механизма
- •4.1 Задачи динамического анализа и методы их решения
- •4.2 Кинематический анализ рычажного механизма в контрольном положении №3
- •4.2.1 Построение плана положения механизма
- •4.2.2 Построение плана скоростей и расчёт скоростей точек и звеньев механизма
- •4.2.3 Построения планов ускорений и расчёт ускорений точек и звеньев механизма
- •4.4.3 Построение плана положения механизма 1 класса
- •4.4.4 Построение плана сил входного звена и определение реакции
- •4.4.5 Определение уравновешивающего момента
- •4.5 Составление схемы алгоритма аналитического определения динамических реакций в группе Асура (2;3) и в механизме 1 класса
- •4.6 Кинематический анализ рычажного механизма в контрольном положении №9
- •4.6.1 Построение плана положения механизма
- •4.6.2 Построение плана скоростей и расчёт скоростей точек и звеньев механизма
- •4.6.3 Построения планов ускорений и расчёт ускорений точек и звеньев механизма
- •4.8.2 Построение плана положения механизма 1 класса
- •4.8.3 Построение плана сил входного звена и определение реакции
- •4.8.4 Определение уравновешивающего момента
- •4.9 Составление схемы алгоритма аналитического определения динамических реакций в группе Асура (2;3) и в механизме 1 класса
- •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
- •5.5. Определение экстремальных значений аналогов скорости и ускорения толкателя на фазах удаления и возвращения, а также соответствующих им перемещений
- •5.6 Построение совмещенной диаграммы и определение основных размеров механизма из условия максимально допустимого угла давления
- •А) Кинематическая диаграмма перемещения толкателя
- •Б) Кинематическая диаграмма аналога скорости толкателя:
- •В) Кинематическая диаграмма аналога ускорения толкателя.
- •5.7.2 Определения радиуса ролика толкателя, построение действительного профиля кулачка
- •5.8 Определение угла давления и построение графика зависимости угла давления от угла поворота кулачка
- •5.9 Расчет основных размеров
- •5.10 Составление схемы алгоритма расчета полярных и декартовых координат центрового профиля кулачка
3.8 Построение графика приведенных моментов движущих сил и сил сопротивления
Исходя из данных, выбираем масштабный коэффициент .
Таблица 3.8 –Значения приведенного момента движущей силы
№ п/п |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
, Н∙м |
0 |
3752,57 |
3895,17 |
2458,76 |
870,46 |
125,70 |
0,00 |
-1,77 |
-3,20 |
-83,61 |
-468,15 |
-762,45 |
0 |
Y Мпд мм |
0 |
76 |
79 |
48 |
17 |
3 |
0 |
1 |
1 |
2 |
10 |
15 |
0 |
3.9 Определение работы движущих сил
Определяем работу движущих сил . Для всех положений:
где
Δφ1=2π/12=0,5236 рад
Работа сил сопротивления АС1 = 0 Дж, а АС13 = -5122,6 Дж. Данная величина изменяется по линейному закону, следовательно, все остальные её значения можно определить из графика работ.
Определяем МПС:
МПС=-АДЦ/2π=-5122,6/(2π)=-815,7 Н∙м
3.10 Построение графика изменения работы движущих сил и сил сопротивления
График изменения работы сил состоит из двух линий: кривая движущих сил и прямая сил сопротивления. Масштабный коэффициент
Таблица 3.8 – Значения работы сил
№ п/п |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
, Дж |
0,0 |
982,4 |
2984,6 |
4648,1 |
5519,7 |
5780,4 |
5813,4 |
5812,9 |
5811,6 |
5788,9 |
5644,4 |
5322,2 |
5122,6 |
YАд, мм |
0 |
9 |
30 |
47 |
55 |
58 |
60 |
58 |
58 |
57 |
56 |
53 |
51 |
, Дж |
0,0 |
-426,9 |
-853,8 |
-1280,6 |
-1707,5 |
-2134,4 |
-2561,3 |
-2988,2 |
-3415,1 |
-3841,9 |
-4268,8 |
-4695,7 |
-5122,6 |
YАд, мм |
0 |
-4 |
-9 |
-13 |
-17 |
-22 |
-26 |
-30 |
-34 |
-39 |
-43 |
-47 |
-51 |
3.11 Расчет переменной составляющей приведенного момента инерции
Переменная составляющая IIIП определяется из условия равенства кинетических энергий, т.е. кинетическая энергия звена приведения, имеющая момент инерции IIIП, равна сумме кинетических энергий звеньев, характеризуемых переменными функциями:
Разделив это выражение на ω12 и, учитывая, что получим:
Для звеньев 2 и 3 данного механизма получим:
где
Все положения
Определяем производную для всех положений механизма, которая может быть получена методом графического дифференцирования:
где α – угол наклона касательной к графику (φ1) в соответствующей точке.
Для положения №3 α = 131°, тогда
Для положения №9 α = 131°, тогда
Результаты расчета переменной составляющей приведенного момента инерции приведены в таблице 3.10.
Таблица 3.10 – Расчет переменной составляющей приведенного момента инерции
№ п/п |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
А |
0,0110 |
0,0161 |
0,0252 |
0,0268 |
0,0212 |
0,0138 |
0,0110 |
0,0144 |
0,0210 |
0,0271 |
0,0251 |
0,0168 |
0,0110 |
B |
0,0044 |
0,0035 |
0,0012 |
0,0000 |
0,0011 |
0,0035 |
0,0044 |
0,0033 |
0,0012 |
0,0000 |
0,0012 |
0,0033 |
0,0044 |
C |
0,0000 |
0,0034 |
0,0081 |
0,0084 |
0,0048 |
0,0013 |
0,0000 |
0,0014 |
0,0048 |
0,0085 |
0,0081 |
0,0034 |
0,0000 |
IIIП |
0,0154 |
0,0230 |
0,0345 |
0,0352 |
0,0271 |
0,0186 |
0,0154 |
0,0191 |
0,0270 |
0,0356 |
0,0344 |
0,0235 |
0,0154 |
α |
0 |
49 |
40 |
160 |
135 |
144 |
0 |
36 |
45 |
20 |
140 |
131 |
0 |
|
0 |
0,0229 |
0,0129 |
-0,01 |
-0,02 |
-0,014 |
0 |
0,014 |
0,02 |
0,01 |
-0,0129 |
-0,0229 |
0 |