- •Содержание
- •1. Описание работы машины и исходные данные к проектированию
- •Рычажный механизм
- •Зубчатая передача
- •Кулачковый механизм
- •2. Исследование динамики машинного агрегата
- •3. Динамика машинного агрегата
- •3.1 Постановка задачи динамического синтеза и анализа машинного агрегата
- •3.2 Структурный анализ рычажного механизма
- •3.3 Метрический синтез определение размеров звеньев рычажного механизма
- •3.4. Определение кинематических характеристик.
- •3.4.1 Графический метод решения задачи
- •3.4.1.1 Построение плана положений механизма
- •3.4.1.2. Построение плана аналогов скоростей
- •3.4.1.3 Расчет кинематических характеристик графическим методом
- •3.4.2 Аналитический метод решения задачи
- •3.4.2.1. Составление схемы алгоритма аналитический решения задачи
- •3.4.2.2. Расчёт кинематических характеристики в одном положении.
- •3.5 Выбор динамической модели
- •3.6 Построение индикаторной диаграммы двс и расчёт движущей силы для всех 13 положений механизма
- •3.7 Состовление схемы алгоритма расчета приведенного момента движущих сил и расчет в одном конкретном положении.
- •3.8 Состовление схемы алгоритма расчёта переменной составляющей приведенного момента инерции и состовляющих. Расчёт и состовляющих и расчёт контрольных положений
- •3.9 Составление схемы алгоритма по определению постоянной составляющей приведенного момента инерции по методу Мерцалова
- •3.10 Определение закона движения звена приведения
- •3.11 Схема алгоритма программы
- •3.12 Построение кинематических диаграмм движения ползуна
- •3.13 Построение графиков кинематических характеристик рычажного механизма
- •3.14 Построение графика переменной составляющей приведенного момента инерции
- •Построение графика приведенных моментов движущих сил и сил сопротивления.
- •3.16 Построение графика изменения работы движущих сил и сил сопротивления.
- •3.17 Построение графика изменения кинетической энергии машины.
- •3.18 Построение графика изменения угловой скорости и углового ускорения кривошипа.
- •3.19 Определение массы маховика и его параметров
- •3.20 Анализ и выводы по разделу
- •4. Динамический анализ рычажного механизма
- •4.1 Задачи динамического анализа и методы их решения
- •4.2 Кинематический анализ рычажного механизма
- •4.2.1 Построение плана положения механизма
- •4.2.2 Построение плана скоростей всех точек и звеньев механизма.
- •4.2.3 Построения планов ускорений.
- •4.4.3 Определение параметров реакций во всех кинематических парах данной группы
- •4.4.4 Построение планов положения механизма 1-го класса с указанием сил, действующих на звено 1
- •4.4.5 Определение уравновешивающего момента
- •4.4.6 Построение плана сил входного звена
- •4.5 Подготовка исходных данных для расчёта на эвм
- •4.6 Построение годографа реакции
- •4.7 Построение годографа реакции
- •4.9 Построение годографа реакции
- •4.10 Построение графика реакции
- •4.11 Анализ построенных годографов и графиков
- •4.12 Выводы по разделу
- •5.3. Составление схемы алгоритма расчёта кинематических характеристик толкателя
- •Аналог скорости движения толкателя определяется по уравнению:
- •5.4. Расчет значений перемещения толкателя, его аналогов скорости и ускорения для 2-х контрольных положений.
- •Аналог скорости движения толкателя определяется по уравнению:
- •Кинематические характеристики получены для фазового угла:
- •5.5 Построение совмещенной упрощенной диаграммы и определение основных размеров механизма
- •5.6 Составление схемы алгоритма расчета полярных и декартовых координат центрового профиля кулачка
- •5.7 Подготовка исходных данных для эвм. Расчет на эвм.
- •5.8 Построение кинематической диаграммы движения толкателя а) Кинематическая диаграмма перемещения толкателя
- •Б) Кинематическая диаграмма аналога скорости толкателя:
- •В) Кинематическая диаграмма аналога ускорения толкателя.
- •5.9 Построение полной совмещенной диаграммы и определение уточненных значений основных размеров механизма
- •5.10 Построение профиля кулачкового механизма.
- •5.10.1. Построение центрового профиля кулачка.
- •5.11 Расчет полярных и декартовых координат центрового профиля кулачка в двух контрольных положениях
- •5.12 Определения радиуса ролика толкателя, построение действительного профиля кулачка
- •5.14 Выводы по разделу
- •Заключение
4.10 Построение графика реакции
Построение графика реакции в кинематической паре
График отображает зависимость величины реакции в поступательной паре от перемещения ползуна 3. Масштабные коэффициенты:
R30 |
R30 |
|
31,21 |
20 |
1,5605 |
-3010,52 |
20 |
-150,526 |
-3465,12 |
20 |
-173,256 |
-2591,69 |
20 |
-129,585 |
-352,762 |
20 |
-17,6381 |
-331,463 |
20 |
-16,5732 |
25,351 |
20 |
1,26755 |
118,585 |
20 |
5,92925 |
-138,97 |
20 |
-6,9485 |
100,871 |
20 |
5,04355 |
682,033 |
20 |
34,10165 |
802,014 |
20 |
40,1007 |
31,21 |
20 |
1,5605 |
4.11 Анализ построенных годографов и графиков
Выполнив расчёты, определили все векторы реакций в кинематических парах и уравновешивающий момент, построив годографы реакций, можно выполнить следующий анализ:
– Реакция во вращательной паре (2;1) будет изменяться в некотором диапазоне величин. Наибольший износ будет в 1,2 и 3 положениях, т.к. в этих положениях возникают высокие нагрузки.
– Реакция во вращательной паре (2;3) будет резко изменяться по величине при переходе механизма из 4 положения в 5. Наибольший износ будет в 1,2 и 3 положениях, т.к. в этих положениях возникают высокие нагрузки.
– Реакция во вращательной паре (1;0) будет резко изменяться по величине при переходе механизма из 2 положения .
– Вектор реакции в поступательной паре (3;0) по абсолютной величине имеет скачкообразный характер. При переходе механизма из 2 положения в 3 реакция будет иметь наибольшее значение– это возникает в результате возросшей силы инерции и силы воздействия из-за достаточно великой массы поршня. Вследствие чего возникает силовой удар, который приводит к повышенному износу поршня и стенок гильзы цилиндра, что приводит к быстрому выходу двигателя из строя. Решением проблемы является облегчение массы поршня, упрочнение стенок гильзы, уменьшение силы воздействия.
4.12 Выводы по разделу
1.Определили реакции во всех кинематических парах и построили годографы реакций.
2.Проанализировав годографы реакций, видим, что в верхней мертвой точке, в начале такта расширения, все детали двигателя испытывают максимальные нагрузки, благодаря этому можно произвести прочностные расчеты звеньев.
3.Максимальные нагрузки, которые испытывает гильза от поршня, проходит на участке 1-3. В обеих мёртвых точках происходит смена знака нагрузки, а это значит, что поршень стал действовать на диаметрально противоположную стенку гильзы, то есть происходит удар поршня о стенки гильзы цилиндра.
4.Определили уравновешивающий момент инерции
5. Динамический синтез кулачкового механизма
5.1. Постановка задачи динамического синтеза кулачкового механизма
Задачами проектирования кулачкового механизма являются:
1. Определения основных размеров из условия ограничения угла давления;
2 . Построение профиля кулачка, обеспечивающего заданный закон движения толкателя.
Рисунок 5.1 – Схема кулачкового механизма
5.2 Выбор исходных данных для проектирования механизма
Исходные данные, необходимые для проектирования кулачкового механизма заносим в таблицу 5.1.
Таблица 5.1 Исходные данные
Ход толкателя |
Фазовые углы |
Допустимый угол давления, |
Законы движения |
|||
При удалении |
При возвращении |
|||||
0.013 |
62 |
11 |
62 |
25 |
с равномерно убывающим ускорением |
Параболический |