
- •1. Описание работы механизма
- •2. Динамика машинного агрегата
- •2.1. Задачи исследования. Динамическая модель машинного агрегата и ее характеристики. Блок-схема исследования динамики машинного агрегата
- •2.2. Структурный анализ кривошипно-ползунного механизма.
- •2.3. Геометрический синтез кривошипно-ползунного механизма. Определение начальной обобщенной координаты φ0. Определение масс и моментов инерции звеньев. Построение 12 планов положений
- •2.4 Определение кинематических характеристик кривошипно-ползунного механизма.
- •2.4.1. Аналитический метод
- •2.4.2 Графический метод
- •2.5. Обработка механической характеристики и определение сил полезного сопротивления
- •2.6. Определение динамических характеристик звена приведения.
- •2.6.1. Приведенный момент сил сопротивления мп
- •2.6.2. Приведенный момент инерции
- •2.6.2.1. Определение переменной составляющей приведенного момента инерции и его производной
- •2.6.2.2. Определение постоянной составляющей приведенного момента инерции и момента инерции маховика
- •2.7. Определение закона вращения звена приведения
- •2.9. Расчеты и их анализ.
- •1. Переменная составляющая приведенного момента и ее слагаемые a, b, c
- •2. Приведенный момент сил сопротивления и приведенный момент движущих сил
- •3. Работа сил сопротивления и работа движущих сил
- •4. Изменение кинетической энергии машины и изменение кинетической энергии постоянной составляющей приведенного момента инерции
- •2.14 Выводы
2.5. Обработка механической характеристики и определение сил полезного сопротивления
Построим на чертеже механическую
характеристику технологического
процесса, представляющего собой
зависимость силы полезного сопротивления
от
перемещения ползуна
.
Требуется определить значение силы для каждого положения механизма. Характеристику вычерчиваем таким образом, чтобы ход ползуна на ней был равен ходу на плане положения механизма.
Максимальное усилие вытяжки:
Минимальное усилие вытяжки:
Для определения масштабного коэффициента
сил μF изображаем
максимальную силу полезного сопротивления
отрезком
,
тогда
.
Находим положение точек 1,2,3…13 на
механической характеристике. Тогда
текущее значение будет равно
.
Полученные значения FПС приведены в таблице 2.5.
Таблица 2.5.
№ положения |
|
FПС, Н |
1 |
2 |
-320 |
2 |
2 |
-320 |
3 |
2 |
-320 |
4 |
2 |
-320 |
5 |
2 |
-320 |
6 |
2 |
-320 |
7 |
100 |
16000 |
8 |
100 |
16000 |
9 |
100 |
16000 |
10 |
100 |
16000 |
11 |
100 |
16000 |
12 |
100 |
16000 |
13 |
100 |
16000 |
2.6. Определение динамических характеристик звена приведения.
2.6.1. Приведенный момент сил сопротивления мп
Приведенный момент сил МП представляется в виде алгебраической суммы:
.
Определение
выполняется из условия равенства
мгновенных мощностей:
.
Откуда:
, (2.1)
где FX и FY – проекции силы Fi на оси координат;
и
- проекции аналога скорости точки
приложения силы Fi;
ii1 – передаточная функция от i – го звена, к которому приложен момент Mi, к звену 1;
при направлении вращения звена 1 против
часовой стрелки;
при направлении вращения звена 1 по
часовой стрелке.
В формуле (2.1) силы FX , FY и моменты Mi, берутся cо знаком, соответствующими правой системе координат (положительное направление вращения – против часовой стрелки).
Так для горизонтального механизма (рис. 2.7) определяется из равенства
откуда
Рис. 2.7. Силы, действующие на механизм
Сила
в
изображенном случае положительна.
Приведенный момент движущих сил
определяется из условия, что при
установившемся режиме движение изменение
кинетической энергии машины за цикл
равно нулю, т.е.
ΔТ = АДЦ+АСЦ = 0,
Откуда за цикл АДЦ = - АСЦ.
Работа сил сопротивления вычисляется по формуле:
Интегрирование выполняется численным методом по правилу трапеций:
,
где
- шаг интегрирования в радианах.
=
,
n – число интервалов деления одного оборота кривошипа.
С учетом
при
получим
.
Для положения № 12
Значения для остальных положений приведены в таблице 2.7.