3.2.4 Кинематическое исследование механизма методом диаграмм

Найденные положения С₀,С₁, …, С₁₁ суппорта дает возможность графически изобразить закон движения в виде диаграмм.

3.2.4.1 Построение диаграммы перемещения

По оси абсцисс t откладываем отрезок, равный 180 мм, и делим его на 12 равных частей. Ось абсцисс будет осью времени движения t. Маштабный коэффициент времени

μ_t = T / l = 60 / n₁l = 60 / 102,8 · 180 = 0,00324 (с / мм)

где Т — период полного перемещения суппорта 5 за один оборот кривошипа ОА;

l — длина отрезка на оси абсцисс ( мм);

n₁ — частота вращения кривошипа, мин^–1.

По оси ординат S откладываем перемещения точки С от начала отсчета (точки О) из плана положения механизма в соответствии с масштабным коэффициентом перемещений μ_S = 0,004 м / мин.

Строим кривую S_С = S_С (t).

3.2.4.2 Построение диаграмм скоростей и ускорений

Построение диаграмм скоростей и ускорений звена 5 будем производить методом графического дифференцирования. При этом масштабные коэффициенты будут равны:

μ_V = μ_S / (μ_t ·Н) = 0,004/(0,00324·30) = 0,04115 (м·с^–2 / мм)

μ_а = μ_V / (μ_t ·Н) = 0,04115/(0,00324·15) =0,8467 (м·с^–2 / мм)

Примечание: для построения диаграммы скоростей можно воспользоваться планами скоростей. Тогда .

3 Определение приведенного момента сил сопротивления и приведенного момента движущихся сил

3.3.1 Определение сил полезного (технологического) сопротивления

В рассматриваемой рабочей машине приведенный момент движущих сил принимается постоянным ( = const ), а приведенный момент сил сопротивления определяется в результате приведения силы полезного сопротивления и сил тяжести звеньев. Сила , действующая на рабочий орган, определяется из механической характеристики технологического процесса, заданной в виде графической зависимости . Для решения динамических задач необходимо получить зависимости от обобщенной координаты . Для этого механическую характеристику привязываем к крайним положениям механизма. Учитываем, что рабочий ход происходит при движении ползуна слева направо.

Усилие резания Н.

Усилие холостого хода Н.

Используя разметку хода ползуна (точки C), находим значения силы во всех положениях механизма:

где — ордината графика ;

— масштабный коэффициент сил.

Примечание: Результаты определения желательно привести в таблице.

3.3.2 Определение приведенного момента сопротивления

Величину определяем из равенства мгновенных мощностей, развиваемых моментам на звене приведения и силами F₅, G₂ , С₃, G₄, G_s.

По исходным данным определяем массы звеньев:

кг;

кг;

кг;

кг.

Центральные моменты инерции звеньев.

Момент инерции звена 1:

кг ∙ м².

Момент инерции звена 3:

кг ∙ м².

Момент инерции звена 4:

кг ∙ м².

Силы тяжести звеньев

Н

Н

Н

Н

Учитывая, что сила тяжести значительно меньше (значение меньше приблизительно в 149 раз), её влиянием на пренебрегаем. Поскольку силы тяжести действует перпендикулярно скорости движения суппорта, то она также не будет влиять на величину приведённого момента сил сопротивления.

Тогда

Используя таблицу 2.2 вычисляем . Например для положения 3:

Н∙м

Приняв масштабный коэффициент моментов из условия

.

Вычисляем ординаты графика по формуле: ;

Результаты вычислений приведены в табл. 3.1, на основании их построен график .

Масштабный коэффициент углов

рад / мм

Здесь отрезок (0-12)=180 мм соответствует одному циклу установившегося движения ( рад ).

Таблица 3.1 Определение приведённого момента сил сопротивления

№ пол.	, Н·м	, мм
0	0	0
1	62,1	6,2
2	955,1	95,5
3	1120,4	112
4	1118,8	111,9
5	990,1	99
6	70,0	7
7	21,2	2,1
7’	0	0
8	74,1	7,4
9	191,5	19,2
10	213,5	21,4
11	95,2	9,5

Приведенный момент движущих сил принимается постоянным, а его величина определяется из условия, что за цикл установившегося движения изменение кинетической энергии машины и, следовательно, работы движущих сил и сил сопротивления равны .