- •1.Описание работы механизма и исходные данные для проектирования. Бензомоторная пила.
- •2.Задачи исследования. Блок-схема исследования машинного агрегата.
- •3.Динамика структурного агрегата.
- •3.1.Структурный анализ.
- •3.2.Геометрический синтез рычажного механизма.
- •3.3.Построение плана положений механизма.
- •3.4.Определение кинематических характеристик кривошипно-ползунного механизма и контрольный расчет их для положения №2 (аналитически).
- •3.5.Обработка индикаторной диаграммы и определение внешних сил, действующих на поршень.
- •3.6. Динамическая модель машинного агрегата.
- •3.6.1. Определение приведенных моментов сил сопротивления и движущих сил.
- •3.6.2 Определение переменной составляющей приведенного момента инерции и его производной
- •3.6.3. Определение постоянной составляющей приведенного момента инерции и момента инерции маховика
- •3.6.4 Определение закона движения звена приведения
- •3.6.5. Схема алгоритма программы исследования динамической нагруженности машинного агрегата.
- •3.7 Обработка результатов вычислений
- •3.8. Выводы
- •4. Динамический анализ нагруженности рычажного механизма. Задачи динамического анализа рычажных механизмов
- •4.1. Кинематический анализ механизма.
- •4.1.1. Графический метод планов.
- •4.1.1.1. Построение плана положений.
- •4.1.1.2. Построение плана скоростей.
- •4.1.1.3. Построение плана ускорений.
- •4.1.2 Аналитическая кинематика механизма.
- •4.2 Силовой расчет механизма.
- •4.2.1 Расчет методом планов сил
- •4.2.1.1 Внешние силы на звеньях.
- •4.2.1.2 Определение реакций в кинематических парах группы.
- •4.2.1.3 Силовой расчет входного звена.
- •4.2.2.3 Силовой расчет входного звена
- •4.3 Обработка результатов вычислений.
- •5. Проектирование кулачкового механизма.
- •5.1. Входные параметры и условия синтеза.
- •5.2. Расчет и построение кинематических характеристик движения толкателя.
- •5.3. Определение основных размеров кулачкового механизма.
- •5.4.Определение радиуса ролика и построение рабочего профиля кулачка.
- •5.5. Определение углов давления и оценка опасности заклинивания.
4.1.2 Аналитическая кинематика механизма.
Координаты точек и звеньев рассчитаны ранее в подразделе 33 (для
положения №2):
Скорости точек и звеньев и рассчитываются по ранее найденным аналогам скоростей:
Ускорения точек и звеньев и определяются по ранее рассчитанным аналогам ускорений и аналогам скоростей :
Результаты аналитического расчета сравниваем с графическими результатами из планов в таблице:
|
Скорости |
Ускорения |
||||
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
Аналитический метод |
||||||
Графический метод планов |
15,6 |
20,8 |
||||
% расхождения |
2,1 |
0,6 |
0,06 |
0,7 |
4 |
2,3 |
4.2 Силовой расчет механизма.
Задачи:
1) определение внешних сил на звеньях
2 ) определение внутренних реакций в кинематических парах
3 ) определение внешней уравновешивающей нагрузки на входном звене
Расчет ведется графо-аналитическим методом планов для одного положения №2 и аналитическим с помощью ЭВМ для 12 положений
4.2.1 Расчет методом планов сил
Заключается в графическом решении векторных уравнений равновесия
звеньев и структурных групп.
4.2.1.1 Внешние силы на звеньях.
а) Внешняя движущая сила на поршне в положении №2 и направлена или по скорости при расширении или против при сжатии.
б ) Силы веса звеньев :
Инерционные нагрузки звеньев:
- поршня 3 при поступательном движении сводится к вектору сил инерции
- шатуна 2 при ППД сводится к вектору и моменту сил инерции
- кривошипа 1 при неравномерном вращении сводят к вектору и к моменту
Векторы сил инерции приложены в центрах масс, и направлены
противоположно векторам ускорений. Моменты направлены противоположно угловым ускорениям.
4.2.1.2 Определение реакций в кинематических парах группы.
Т.к. силовой расчет ведется по структурным группам, то выделяем структурную группу (2,3 ) из состава механизма и вычерчиваем ее в масштабе
На звеньях группы в соответствующих графиках показываем внешние
силы:
В точках отделения группы от механизма показываются неизвестные
крайние реакции:
- во вращательной паре А
- в поступательной паре В, оси ползуна.
Покажем плечи: для , для
Сумма моментов сил звена 2 относительно точки В:
Запишем векторное уравнение равновесия сил группы:
Решаем построением плана сил группы
Отрезок (7-8) дает; отрезок (8-1 ) дает ; отрезок (8-3 ) дает ;
Внутреннюю реакцию во вращательной паре В между звеньями 2 и 3 определяем из уравнения равновесия одного звена (2):