- •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
3.3 Определение переменной составляющей приведённого момента инерции
Величина определяется из равенства кинетической энергии звена приведения с моментом инерции и суммы кинетических энергий звеньев с переменными передаточными функциями. Такими звеньями являются 2,3,5 исполнительного рычажного механизма. Тогда имеем равенство:
(3.12)
откуда:
(3.13)
Звено 4 по заданию не учитывается.
Где:
(3.14)
Момент инерции , относительно оси вращенияCравен:
Аналогично проводим расчёт для остальных положений механизма, а результаты заносим в таблицу 3.4.
Принимаем масштабный коэффициент:
(3.15)
Таблица 3.4 – Результаты определения
номер положения |
a |
b |
c |
d |
Iп'', кг*м2 |
у, мм |
0 |
0,00628 |
0,01560 |
0,00000 |
0,00000 |
0,02188 |
14,6 |
1 |
0,00639 |
0,01709 |
0,00636 |
0,00938 |
0,03922 |
26,1 |
2 |
0,00420 |
0,02413 |
0,02254 |
0,03399 |
0,08486 |
56,6 |
3 |
0,00153 |
0,03270 |
0,04217 |
0,06489 |
0,14129 |
94,2 |
4 |
0,00006 |
0,03697 |
0,05179 |
0,07996 |
0,16879 |
112,5 |
5 |
0,00065 |
0,03281 |
0,03810 |
0,05768 |
0,12925 |
86,2 |
6 |
0,00366 |
0,02127 |
0,00826 |
0,01213 |
0,04531 |
30,2 |
7 |
0,00628 |
0,01560 |
0,00000 |
0,00000 |
0,02188 |
14,6 |
8 |
0,00842 |
0,01450 |
0,00686 |
0,01008 |
0,03986 |
26,6 |
9 |
0,00987 |
0,02764 |
0,06622 |
0,10044 |
0,20417 |
136,1 |
10 |
0,00344 |
0,04261 |
0,09116 |
0,14098 |
0,27819 |
185,5 |
11 |
0,00006 |
0,03529 |
0,04463 |
0,06778 |
0,14776 |
98,5 |
12 |
0,00326 |
0,02196 |
0,00912 |
0,01347 |
0,04781 |
31,9 |
3.4 Определение постоянной составляющей приведённого момента инерции и момента инерции маховика.
Путём графического вычитания ординат работстроим график изменения кинетической энергии машины. Масштабный коэффициент
Определение производим методом построения диаграммы энергомасс (Витенбауэра), так как коэффициент неравномерностиДиаграммастроится на основании ранее построенных графикови, путём графического исключения параметра φ (угла поворота кривошипа) из графиков изменения кинетической энергии и приведённого момента инерции.
Для определения момента маховика по заданному коэффициенту неравномерности необходимо провести касательные к графику энергия-масса под угламик оси абсцисс (оси приведённого момента инерции), тангенсы которых определяются по формулам:
(3.16)
(3.17)
Постоянную составляющую приведенного момента инерции находим из выражения:
(3.18)
где: ab– отрезок, отсекаемый проведёнными касательными на оси ординат диаграммы энергия-масса. Так както имеем следующее значение
Вычисляем приведённый момент инерции всех вращающихся звеньев (без маховика) и сравним его с. Из условия кинетических энергий имеем:
(3.19)
По условию ,.
; (3.20)
Отсюда,
Так как , то требуется определить уравновешивающий момент маховых масс, которая устанавливается на валу кривошипа в виде маховика, момент инерции которого равен:
(3.21)
3.5 Определение закона движения звена приведения
Угловую скорость для любого положения механизма можно найти по формуле:
(3.22)
где – угол наклона прямой, соединяющей точку пересечения касательных к графику энергомасс с точкой для соответствующего положения на данной диаграмме относительно оси абсцисс.
Таким образом, для 4 положения получаем:
Угловое ускорение определяется из дифференциального уравнения движения:
(3.23)
где производная может быть получена методом графического дифференцирования:
(3.24)
где α – угол наклона касательной к графику в соответствующей точке. Тогда для 4-го положения находим:
Тогда:
Так как , то направлениене совпадает си будет направлено в противоположную сторону.
Выводы:
Из анализа динамического исследования машины установлено:
Для обеспечения вращения звена приведения с заданным коэффициентом неравномерности вращения необходимо, чтобы постоянная составляющая приведенного момента инерции была равна
Так как приведенный момент инерции всех вращающихся звеньев , то на вал кривошипа необходимо установить маховик, момент инерции которого
Получено значение угловой скорости звена приведения , а
также угловой скорости в расчётном положении.