- •1.Описание работы машины и исходные данные для проектирования.
- •2.Динамический синтез и анализ машины в установившемся режиме движения.
- •2.1.Задачи динамического синтеза и анализа машины.
- •2.2.Определение размеров, масс и моментов инерции звеньев рычажного механизма.
- •2.3.Структурный анализ рычажного механизма.
- •2.4.Определение кинематических характеристик механизма.
- •2.4.1 Построение планов положений
- •2.4.2 Аналитический метод
- •2.4.3 Графический метод
- •2.5Определение сил полезного сопротивления
- •2.6 Динамическая модель машины
- •2.7 Определение приведенных моментов сил сопротивления и движущих сил
- •2.8 Определение переменной составляющей приведенного момента инерции и его производной
- •2.9 Определение постоянной составляющей приведенного момента инерциии момента инерции маховика
- •2.10 Определение закона движения звена приведения
- •2.11 Схема алгоритма программы динамического синтеза и анализа машины
- •2.13. Результаты расчета и их анализ
- •2.13 Выводы
- •3. Динамический анализ рычажного механизма
- •3.1 Задачи динамического анализа
- •3.2 Графический метод
- •3.2.1 Кинематический анализ
- •3.2.2 Силовой анализ
- •3.3. Аналитический метод
- •3.3.1 Кинематический анализ
- •3.3.2.Силовой анализ
- •3.4 Обработка результатов расчетов
- •3.13 Выводы
- •4.7 Обработка результатов расчетов и их анализ
- •4.7.1 Построение графиков кинематических характеристик и угла давления
- •4.7.2 Определение основных размеров (графический метод)
- •4.7.3 Определение центрового и действительного профиля кулачка
- •4.7.4 Выводы
1.Описание работы машины и исходные данные для проектирования.
Строгальный станок предназначен для строгания поверхностей. Движение от электродвигателя через зубчатый редуктор передаётся кривошипу 1 кривошипно-ползунного механизма, который осуществляет возвратно-поступательное перемещение ползуна 3 с резцовой головкой, в которой закреплён резец. Строгание металла происходит при движении ползуна слева направо.
Подача стола с заготовкой осуществляется кулачковым механизмом через систему рычагов.
Рис. 1
Исходные данные: Н – ход ползуна; λ=loa/lab; kv – коэффициент изменения средней скорости ползуна; n1 – частота вращения кривошипа; F3max – максимальная сила полезного сопротивления; ψмах - угловой ход коромысла кулачкого механизма; lk – длина коромысла; φу=φв; φдс=0.3φу – фазовые углы поворота кулачка.
lAS =0.35 lAB.
Массы звеньев: m2=q lab, где q=80 кг/м; m3=3 m2; m1=0,5 m2.
Моменты инерции звеньев: IS =0,1 кг м2; IS =0,17 m2 l2ab
Моменты инерции ротора двигателя и всех зубчатых колёс, приведённый к валу двигателя, Ip=0,05 кг м2.
Частота вращения вала двигателя nд=950 об/мин.
Коэффициент неравномерности движения δ=0,05
Максимальный достигнутый угол давления в кулачковом механизме θmax=30°.
Законы движения толкателя: при удалении - №4, при возвращении - №5.
Остальные данные приведены в таблице 1.
Таблица 1 – исходные данные.
Вариант |
Н, м |
λ |
Kv, м |
n1, об/мин |
Fрез, кН |
h, м |
φy=φв, град |
2 |
0,22 |
0,238 |
1,04 |
110 |
10 |
0,07 |
90 |
|
2.Динамический синтез и анализ машины в установившемся режиме движения.
2.1.Задачи динамического синтеза и анализа машины.
Динамический синтез машины по коэффициенту неравномерности движения δ состоит в определении такой величины постоянной составляющей приведенного момента инерции , при которой колебания скорости звена приведения не выходят за пределы, устанавливаемые этим коэффициентом. Обычно это достигается установкой дополнительно вращающейся массы, выполняемой в виде маховика.
Динамический анализ машины состоит в определении закона движения звена приведения в виде 1(φ1) и ε1(φ1) при постоянном значении .
Блок-схема исследования динамической нагруженности машины показана на рис.2.
Силовой расчет
Кинематический анализ
Динамический анализ исполнительного механизма
Определение закона движения звена приведения и коэффициента динамичности
Динамический анализ машины
FПС
Динамический синтез машины по коэффициенту неравномерности вращения δ
Определение динамических характеристик машины
Определение координат крайних положений рабочего звена и соответствующих им значений обобщенной координаты
Определение кинематических характеристик исполнительного механизма
Определение функций положений, аналогов скоростей и ускорений
Рис. 2
2.2.Определение размеров, масс и моментов инерции звеньев рычажного механизма.
Рис. 3
Из формулы
находим
Изображаем схему механизма в крайних положениях OA΄B΄иOA΄΄B΄΄. Из ∆OB΄B΄΄имеем
,
откуда, учитывая, что , находим
тогда
Из ∆OB΄C
,
а из ∆OB΄B΄΄
,
откуда
.
В результате находим
Координата центра масс шатуна S2:
Массы звеньев:
кг
кг
кг
Силы тяжести звеньев:
H
H
H
Момент инерции звеньев:
Приведенный момент инерции вращающихся звеньев (без маховика):
Средняя угловая скорость кривошипа 1:
Обобщенная координата механизма в крайнем наиболее удаленном положении ползуна 3 (рис. 4):
x
l1 e
ϕ0
l2
Рис. 4