2.4.Динамический анализ (силовой расчет) рычажного механизма

В положении, заданном для силового расчета, повторить на листе 2 схему механизма и план скоростей.

При вращающемся начальном звене после приведения сил, масс и определения момента инерции маховика I_M уравнение движения механизма примет вид:

M_n + M_д = (I_n + I_M)₁ + 0,5₁²I_n().

Найдем ₁, определив прежде производную I_n’() через угол  наклона касательной к графику I_n() в требуемом положении:

I_n()= (_I/_)tg

_I и _ – масштабные коэффициенты. Вместо действительной угловой скорости ₁ кривошипа взять её среднее значение _cp. При сложении моментов M_n и M_д учесть их знаки.

Построить план ускорений. На плане показать ускорения шарниров и центров масс звеньев. Определить величины и направления угловых ускорений других звеньев; направления угловых ускорений звеньев указать на схеме механизма.

Определить величины и направления главных векторов P_и и главных моментов M_и сил инерции всех звеньев. Определить расстояния x, на которые будут смещены главные векторы P_и, чтобы избавиться от моментов М_и. Расстояние x = M_и/P_и.

Принимая кривошип за начальное звено, расчленить механизм на группы Ассура.

Группу Ассура, присоединяемую при образовании механизма последней, изобразить в некотором масштабе на чертеже (приложение В). Приложить в соответствующие точки внешние силы, реакции связей и силы инерции. Комбинируя уравнения равновесия отдельных звеньев и группы в целом, определить реакции внешних и внутренних связей группы. Таким же образом определить реакции в следующей группе Ассура и в начальной системе.

Определить момент M_п, уравновешивающий действие присоединенных к кривошипу звеньев, а также действие сил инерции кривошипа с маховиком.

Правильность определения реакции проверить нахождением M_п с помощью «Рычага Жуковского». Разница M_п не должна превышать 10% от M_п.

2.5.Синтез кулачкового механизма

Построить график аналога ускорения толкателя. При построении учесть, чтобы площадь положительной и отрицательной части графика на фазе подъема были одинаковы, такие же требования и к фазе опускания (приложение Г).

Графическим интегрированием графика аналога ускорения построить график аналога скорости толкателя. При этом угол поворота кулачка на фазе подъема толкателя разбить на четыре равные части в пределах положительных значений аналога ускорения, на столько же в пределах отрицательных значений. Точно так же разбить угол поворота на фазе опускания.

Интегрированием аналога скорости построить график функции положения толкателя.

Определить масштабные коэффициенты построенных графиков, начиная с графика функции положения, затем для аналогов скорости и ускорения. Если интегрирование выполняется измерением площадей, то масштабные коэффициенты определяются дня аналога скорости поступательно движущегося толкателя

где S_max – ход толкателя, выраженного в метрах ;

F – площадь под положительной частью кривой аналога скорости, выраженная в мм;

_ – масштабный коэффициент по оси  угла поворота кулачка. Если толкатель качающийся, то буква S в формуле масштаба заменяется на  — угол качания толкателя, выраженный а радианах. Для аналога ускорения масштаб:

где (dS/d)_max – истинный максимум аналога скорости, выраженный в метрах;

F – выраженная мм². площадь под положительной частью кривой аналога ускорения на фазе подъема.

При качающемся толкателе dS/d заменяется на d/d, выраженное отвлеченным числом.

Графически определить минимальный начальный радиус теоретического (центрового) профиля кулачка.

Построить теоретический и действительный профили кулачка с минимальным начальным радиусом.

Из построения начального радиуса профиля кулачка определить теоретические углы давления и построить их график.

По чертежу кулачка измерить фактические углы давления и сравнить их с теоретическими. Сделать это для двух положений, в которых углы давления достигают максимума.