- •Курсовой проект по теории механизмов и машин
- •Введение
- •Структурный анализ кривошипно-ползунного механизма
- •Кинематический анализ механизма
- •Задача о положениях
- •Задача о скоростях
- •Годограф скоростей
- •Задача об ускорениях
- •Звено 2 движется замедленно т.К. Ω2 и 2 противоположный.
- •Кинетостатический анализ механизма
- •Динамический анализ механизма и расчет маховика
- •Профилирование кулачка
- •Закон движения ведомого звена
- •Определение минимальных размеров кулачкового механизма
- •Определение размеров ролика толкателя
- •Построение профиля кулачка
- •Построение эвольвентного зубчатого зацепления.
- •Построение картины зацепления
- •Указания по выполнению расчётов для курсового проекта по тмм
- •Заключение.
- •Список рекомендуемой литературы
Динамический анализ механизма и расчет маховика
Определяем приведенные к кривошипу моменты от сил движущихся Fд или сил сопротивления Fс для 12-ти положений механизма, строим график зависимости момента движущихся сил или сил сопротивления от угла поворота кривошипа.
В курсовом проекте используется первая часть формулы
где F – значение сил, согласно рабочей характеристике или индикаторной диаграмме.
Таблица 1. Исходные данные механизма
№ |
Fnc, Fд, [кг] |
Vs3, [мc-1] |
1, [c-1] |
Mn, [H*м] | |
0 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
11 |
|
|
|
|
|
12 |
|
|
|
|
|
Отрезок характеризует Мn на графике изменения приведенного момента по углу поворота кривошипа.
, [H*м/мм] где µМ – масштабный коэффициент приведенного момента;
Таблица 2. Приведенные моменты
Отрезок на графике
|
Мn расчетный, [ H*м]
|
• Мn в масштабе, [мм]
|
0-0 |
|
|
1-1
|
|
|
2-2
|
|
|
3-3
|
|
|
4-4
|
|
|
5-5
|
|
|
6-6
|
|
|
7-7
|
|
|
8-8
|
|
|
9-9
|
|
|
10-10
|
|
|
11-11
|
|
|
12-12 |
|
|
Определяем работу сил сопротивления или сил движущих путем интегрирования графика приведенного момента
и строим график зависимости и
, [рад/мм] где l –длина на графике, характеризующая полный оборот кривошипа.
График строится в масштабе µA и µ: , Отрезок характеризует Аn на графике изменения приведенного момента по углу поворота кривошипа.
µ – масштабный коэффициент угла поворота кривошипа
µA– масштабный коэффициент работы сил сопротивления или сил движущих
Построим график изменения зависимости приращения кинетической энергии машины от угла поворота кривошипа Т=f(). Избыточная работа равна разности работ движущих сил и сил сопротивления, а также равна приращению кинетической энергии машины Т.
Т=Aд-Апс=Аизб
Таблица 3. Приращение кинетической энергии машины
№ №
|
Ад
|
Апс
|
Т
|
0 |
|
|
|
1
|
|
|
|
2
|
|
|
|
3
|
|
|
|
4
|
|
|
|
5
|
|
|
|
6
|
|
|
|
7
|
|
|
|
8
|
|
|
|
9
|
|
|
|
10
|
|
|
|
11
|
|
|
|
12
|
|
|
|
Строим график кинетической энергии звеньев. График строится, определив кинетическую энергию в 12 положениях всего механизма.
кинематическая энергия звеньев.
Звено совершает вращательное движение:
Дж
Звено завершает плоскопараллельное движение:
, Дж
Звено движется поступательно:
, Дж
4.1 Кинетическая энергия Т1 для всех в 12 положений одинакова, т.к. J0=const , ω1=const
Таблица 4. Кинетическая энергия звена 2
№
|
Js2, [кг мс2]
|
2, [с-1]
|
m2,[кг]
|
Vs2,[ мc-1]
|
T2, [Дж]
|
0 |
|
|
|
|
|
1
|
|
|
|
|
|
2
|
|
|
|
|
|
3
|
|
|
|
|
|
4
|
|
|
|
|
|
5
|
|
|
|
|
|
6
|
|
|
|
|
|
7
|
|
|
|
|
|
8
|
|
|
|
|
|
9
|
|
|
|
|
|
10
|
|
|
|
|
|
11
|
|
|
|
|
|
12
|
|
|
|
|
|
Таблица 5. Кинетическая энергия звена 3
№
|
m3,[кг]
|
Vs3, [мс-1]
|
Тз, [Дж]
|
0 |
|
|
|
1
|
|
|
|
2
|
|
|
|
3
|
|
|
|
4
|
|
|
|
5
|
|
|
|
6
|
|
|
|
7
|
|
|
|
8
|
|
|
|
9
|
|
|
|
10
|
|
|
|
11
|
|
|
|
12
|
|
|
|
Таблица 6. Суммарная кинетическая энергия звеньев
№
|
T1, [Дж]
|
Т2, [Дж] |
Тз, [Дж]
|
Т3B, [Дж]
|
Т3B в T [мм]
|
0 |
|
|
|
|
|
1
|
|
|
|
|
|
2
|
|
|
|
|
|
3
|
|
|
|
|
|
4
|
|
|
|
|
|
5
|
|
|
|
|
|
6
|
|
|
|
|
|
7
|
|
|
|
|
|
8
|
|
|
|
|
|
9
|
|
|
|
|
|
10
|
|
|
|
|
|
11
|
|
|
|
|
|
12
|
|
|
|
|
|
5. Для определения кинетической энергии маховика вычитаем из ординат графика приращения кинетической энергии (Т=f()) соответствующие ординаты графика кинетической энергии звеньев (Тзв=f()).
и построим кривую изменения кинетической энергии маховика от угла поворота кривошипа M=f() (метод Мерцалова)
6. По методу Виттенбауэра вычисляем и строим графики в следующей последовательности:
Построим график изменения приведенных моментов инерции звеньев. Значения приведенных моментов вычисляется по формуле ,,,
Построим совмещенный график - диаграмму энергомас.
Таблица 7. Кинетическая энергия машины Т, звеньев Т3B, и маховика Tmax в масштабе µT
№
|
Т, [мм]
|
Т3B в T [мм]
|
Tmax, [мм] |
0 |
|
|
|
1
|
|
|
|
2
|
|
|
|
3
|
|
|
|
4
|
|
|
|
5
|
|
|
|
6
|
|
|
|
7
|
|
|
|
8
|
|
|
|
9
|
|
|
|
10
|
|
|
|
11
|
|
|
|
12
|
|
|
|
По построенной кривой определяем момент инерции моховика
, [кг*м2]
А и В - экспериментальные значения графика
T – масштабный коэффициент кинетической энергии, Дж/мм
- коэффициент неравномерности хода машины
1 - угловая скорость кривошипа
7. Определение основных размеров маховика
, ,,
,
Выбираем материал маховика
Маховый момент
где G - вес маховика; D - средний диаметр обода маховика; g - ускорение силы тяжести; Jm -момент инерции маховика.
Задаваясь диаметром маховика D , [м]
, [H]
Найдем основные размеры маховика:
, [м]
, [м]
, [м]
, [м]
, [м]
, [м]
Выполним эскиз маховика в масштабе
,
где D мм – диаметр маховика на чертеже.