- •Содержание
- •Введение
- •1 Структурный анализ рычажного механизма
- •2 Кинематический анализ механизма
- •2.1 Построение планов положений механизма
- •2.2 Построение планов аналогов скоростей
- •2.3 Построение планов аналогов ускорений
- •2.4 Построение кинематических диаграмм перемещений, скоростей, ускорений выходного звена
- •3. Динамический анализ механизма
- •3.1 Определение приведённого момента сил сопротивленияи приведённого момента движущих сил
- •3.2 Определения работы движущих сил
- •3.3 Определение переменной составляющей приведённого момента инерции
- •3.4 Определение постоянной составляющей приведённого момента инерции и момента инерции маховика.
- •3.5 Определение закона движения звена приведения
- •4. Силовой анализ
- •4.1 Кинематический анализ механизма
- •4.2 Построение плана скоростей
- •4.3 Построение плана ускорения
- •4.4 Определение сил инерции и моментов сил инерции звеньев
- •4.5 Кинетостатический силовой анализ механизма
- •4.5 Определение уравновешивающей силы методом Жуковского.
- •5 Синтез кулачкового механизма
- •5.1 Определение кинематических характеристик толкателя
- •5.2 Определение основных размеров кулачкового механизма
- •5.3 Построение профиля кулачка
- •5.4 Определение углов давления
- •6 Синтез передаточного зубчатого механизма
- •6.1 Подбор чисел зубьев и числа сателлитов планетарного механизма
- •6.2 Расчет параметров эвольвентного зацепления
- •6.3 Определение коэффициента полезного действия зубчатого механизма
- •Список использованных источников
3. Динамический анализ механизма
3.1 Определение приведённого момента сил сопротивленияи приведённого момента движущих сил
Определение сил полезного (технологического) сопротивления.
В рассматриваемой рабочей машине приведённый момент движущих сил принимается постоянным (, а приведённый момент сил сопротивления определим в результате приведения полезного сопротивленияи сил тяжести звеньев.
Сила , действующая на рабочий орган, определяется из механической характеристики технологического процесса. Она задана в зависимостиДля решения динамических задач необходимо получить зависимость силыот обобщённой координаты. Для этого механическую характеристикупривяжем к крайним положениям механизма, учитывая, что рабочий ход происходит при движении ползуна сверху вниз (точки 0…6’), а холостой ход – снизу вверх (точки 7…12).
Сопротивление движению стола на рабочем ходу
Сопротивление холостого хода
Найдём значения силы во всех положениях механизма, а результаты расчётов занесём в таблицу 3.1.
Таблица 3.1- Значения сил полезного сопротивления
номер положения |
Fпс, Н |
0 |
3500 |
1 |
3500 |
2 |
3500 |
3 |
3500 |
4 |
3500 |
5 |
3500 |
6 |
3500 |
6' |
875 |
7 |
875 |
8 |
875 |
9 |
875 |
10 |
875 |
11 |
875 |
Определение приведённого момента сопротивления.
Величину определяем из равенства мгновенных мощностей, развиваемых на звене приведения и силами
Здесь знак “+” берётся том случае, когда направления сил не совпадают с направлениями соответствующих скоростей, знак “−“, - когда эти направления совпадают (в этом случае сила является движущей и определяется приведённый момент инерции).
Массы звеньев берём из исходных данных:
Силы тяжести звеньев:
(3.2)
(3.3)
(3.4)
Центральные моменты инерции звеньев также берём из исходных данных:
Тогда:
(3.4)
Используя все полученные начальные данные и данные таблиц 2.2 и 3.1, вычисляем значения
Полученные результаты заносим в таблицу 3.2.
Таблица 3.2 – Значения
номер положения |
Мпс, Н*м |
у, мм |
0 |
0 |
0,0 |
1 |
71,22 |
35,6 |
2 |
137,24 |
68,6 |
3 |
190,11 |
95,1 |
4 |
211,34 |
105,7 |
5 |
179,60 |
89,8 |
6 |
82,67 |
41,3 |
6' |
0 |
0,0 |
7 |
22,95 |
11,5 |
8 |
70,70 |
35,4 |
9 |
82,67 |
41,3 |
10 |
56,29 |
28,1 |
11 |
23,89 |
11,9 |
Приняв масштабный коэффициент моментов из условия:
(3.5)
Далее вычисляем для всех остальных положений. Результаты вычислений заносим в таблицу 3.2 и на их основании построим график
Масштабный коэффициент углов:
(3.6)
Здесь отрезок =180 мм соответствует одному циклу установившегося движения (
Приведённый момент движущих сил принимается постоянным, а его величина определяется из условия, что за цикл установившегося движения изменение кинетической энергии машиныи, следовательно, работы движущих сил сопротивления равны (
3.2 Определения работы движущих сил
Так как работа сил сопротивления:
(3.7)
То график можно построить путём либо численного, либо графического интегрирования зависимости
Используем численное интегрирование по методу трапеций, согласно которому:
(3.8)
где
Результаты расчётов занесём в таблицу 3.3.
Таким образом, работа сил сопротивления за цикл:
(3.8)
Принимаем масштабный коэффициент , вычисляем и откладываем ординаты графика
Результаты вычислений приведены в таблице 3.3.
Таблица 3.3 – Координаты для построения графика
номер положения |
Ас, Дж |
у, мм |
0 |
0 |
0 |
1 |
18,6 |
4,7 |
2 |
73,2 |
18,3 |
3 |
158,9 |
39,7 |
4 |
264,0 |
66,0 |
5 |
366,4 |
91,6 |
6 |
435,0 |
108,8 |
7 |
456,7 |
114,2 |
8 |
462,7 |
115,7 |
9 |
487,2 |
121,8 |
10 |
527,4 |
131,8 |
11 |
563,7 |
140,9 |
12 |
584,7 |
146,2 |
Определение .
Так как работа движущих сил за цикл , то приведённый момент движущих сил равен:
(3.10)
Ордината графика равна:
(3.11)