Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Poyasnitelnaya_kirill.doc
Скачиваний:
94
Добавлен:
20.04.2015
Размер:
947 Кб
Скачать
☆

2.3. Кинематические диаграммы

Определение аналитическими методами на компьютере угловых перемещений, скоростей и ускорений коромысла является одной из задач кинематики механизма. Алгоритм и программы расчета кривошипно-ползунного и кривошипно-коромыслового механизмов приведены в [1.3]. Алгоритм расчета кинематики кривошипно-коромыслового механизма взят из [3]. Ручной расчет произведен для 4-го положения.

Вуказанных расчетах длины звеньев и вспомогательный векторℓАС обозначены через номерные индексы:

ℓАС → ℓ1, ℓОА → ℓ2, ℓАВ → ℓ3, ℓВС → ℓ4, ℓАС → ℓ5.

Угловая скорость ω2 кривошипа, со знаком "минус" направлена в противоположную сторону вращения часовой стрелки. В расчетах использован метод замкнутых контуров. Точкой замыкания является внутренняя точка диады 3 – 4 (В3):

ℓ2 + ℓ3 = ℓ1 + ℓ4.

Обобщенная координата механизма в нулевом положении определяется по формуле:

φ2,0 = arccos((ℓ12 + (ℓ2 + ℓ3)2 − ℓ42) ⁄ 2ℓ1(ℓ2 + ℓ3)) =

= arccos((0,552 + (0,175 + 0,55)2 − 0,3252) м ⁄ 2∙0,55(0,175 + 0,55) м) =

0,437163 рад.

Угловая координата φ4,0 коромысла в нулевом положении механизма определяется по формуле (5.2) [3]:

φ4,0 = arccos(((ℓ2 + ℓ3)∙cosφ2,0 − ℓ1) ⁄ ℓ4) =

= arccos(((0,175 + 0,55) м∙cos(0,437163) − 0,55 м) ⁄ 0,325 м) =

1,235899221 рад.

Обобщенная координата механизма во втором положении j=3 [3].

φ2 = φ2,0 + (π∙ω2∙Ј) ⁄ 6∙Ιω2Ι = 0,417606 рад +

+ (π∙17 рад/c∙3) ⁄ (6∙Ι−17Ι рад/c) =

−1,57 рад.

Вспомогательный вектор ℓ5:

ℓ5 = √ℓ12 + ℓ22 − 2∙ℓ1∙ℓ2∙cosφ2 =

√0,552 м + 0,1752 м − 2∙0,55 м∙0,175 м∙cos(−1,57) = 0,37509634 м.

Угловая координата φ5 вспомогательного вектора ℓ5 в радианах

φ5 = arcsin((−ℓ2∙sinφ2) ⁄ ℓ5) =

= arcsin((−0,175 м∙sin(−1,57)) ⁄ 0,37509634 м) =

0,485382439 рад.

Вспомогательный угол φ6 между векторами ℓ5 и ℓ3

φ6 = arccos((ℓ32 − ℓ42∙+ ℓ52) ⁄ 2∙ℓ5∙ℓ3 =

= arccos((0,552 − 0,3252∙+ 0,375096342) м ⁄ (2∙0,37509634∙0,55) м =

0,63844475 рад.

Угловая координата шатуна

φ3 = φ5 + φ6 = 0,4853822439 рад + 0,612615611 рад = 1,097998051 рад.

Угловая координата коромысла

φ4 = arccos((ℓ2cosφ2 + ℓ3cosφ3 − ℓ1) ⁄ ℓ4) =

= arccos((0,175 м∙cos(−1,57) + 0,55 м∙cos(1,0932) − 0,55 м)

⁄ 0,325 м) = 2,7238739 рад.

Угловое перемещение коромысла от нулевого положения (5.9) [3]

θ4 = φ4 − φ4,0 = 2,7238рад – 1,2358 рад = 1,488 рад.

Аналог угловой скорости φ3,2' шатуна определяется (величина безразмерная) (5.10) [3]

φ3,2' = (ℓ2sin(φ4 − φ2)) ⁄ (ℓ3sin(φ3 − φ4)) =

= (0,175 м∙sin(2,72387394 + 1,57) ⁄ (0,55 м∙sin(1,097998051 – 2,72387394) = 0,291162186 рад.

Аналог угловой скорости коромысла

φ4,2' = (ℓ2sin(φ3 − φ2)) ⁄ (ℓ4sin(φ3 − φ4)) =

= (0,175 м∙sin(1,097998051 + 1,57) ⁄

(0,325 м∙sin(1,097998051 – 2,72387394) = −0,14539374 рад.

Угловая скорость коромысла

ω4 = φ4,2' Ιω2Ι = −0,14539374 рад∙(17) рад/c = -2,47169358 рад/с

Аналог углового ускорения φ4,2'' коромысла

φ4,2'' = (ℓ2(φ3,2' −1)∙cos(φ3 − φ2) − ℓ4∙φ4,2'∙(φ3,2' − φ4,2')∙cos(φ3 − φ4)) ⁄

⁄ (ℓ4sin(φ3 − φ4)) =

= ((0,175м (0,2911 − 1)∙cos(1,097998051 + 1,57) −

− 0,325 м∙(−0,1453)∙(0,2911 + 0,1453)∙cos(1,0979 −2,7238)) ⁄ (0,325 м∙sin(1,097998051 – 2,72387394))) =

= −0,336720056 рад.

Угловое ускорение коромысла

ε4 = φ4,2'' ω22 = −0,336720056рад∙Ι17рад/с Ι2 = -97,31209619 рад/с2

Угловая координата φ3,К шатуна формула

φ3,К = arccos((ℓ12 + (ℓ3 − ℓ2)2 − ℓ42) ⁄ 2ℓ1(ℓ3 − ℓ2)) =

= arccos((0,552 + (0,55 − 0,175)2 − 0,3252) м ⁄ (2∙0,55(0,55 − 0,175)) м) =

= 0,81818181 рад.

Обобщенную координату φ2,К механизма

φ2,К = φ3,К + (ω2 ⁄ Ιω2Ι)∙π = 0,81818181 рад + (17 рад/c ⁄ Ι−17Ι рад/c)∙π = −2,3218 рад.

Угловое перемещение кривошипа от нулевого положения

θ2 = φ2,К − φ2,0 = −2,3218 рад − 0,4371 рад = −2,7589 рад.

Угловая координата φ4,К коромысла

φ4,К = arccos((ℓ3 − ℓ2cosφ3,К − ℓ1) ⁄ ℓ4) =

= arccos((0,55 м − 0,175 м∙cos(0,81818181) − 0,55 м) ⁄ 0,325 м) =

= 2,378889 рад.

Угол качения коромысла (рабочий угол)

ψ = φ4,К − φ4,0 =2,378889 рад − 1,235899 рад = 1,142997 рад.

В методических указаниях [1], [3] приведены алгоритмы и программы расчетов диаграмм перемещений, скоростей и ускорений точки B коромысла кривошипно-коромыслового механизма (приложение 6, программа ДМ – 8) на языке Бейсик.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]