Динамическое исследование основного механизма

3.cdw

Курсовой проект по ТММ
Динамическое исследование
КФ МГТУ им. Н.Э.Баумана

Лист 3.doc

Лист 3 Динамическое исследование основного механизма.
1. Исходные данные и постановка задачи:
№ пп Наименование параметра Обозначения Единица СИ Числовое значение
Длина хода ползуна H м 025
Расстояние между осями lOC м 015
Число оборотов n1 обмин 95
Коэффициент ( - 125
Коэффициент скорости KV - 155
Отношение длины шатуна (=lBDlBC - 1.15
Отношение определяющиеLCS3 - 05
положение центра lBS4lBD
Максимальное усилие Pmax Н 6500
Момент инерции кулисы IS3 Кг*м2 0.35
зубчатого колеса m1 кг 8
Момент инерции шатуна IS4 Кг*м2 0.08
Момент инерции Iпр Кг*м2 20
вращающихся деталей
приведённый к выходному
Число оборотов nэд Обмин 1350
) Провести геометрический синтез механизма.
) Создать динамическую модель машинного агрегата
) Определить движущий момент необходимый при установившемся режиме на
) Получить закон движения главного вала машины
) Рассчитать маховик.
2. Геометрический синтез механизма
Для построения механизма выбираем масштаб [pic]. Произвольно выбираем
место расположения шарнира O проводим через точку O вертикальную прямую.
Кроме того проводим из т. O окружность радиусом OА. Разобьем окружность
через равные углы на 12 частей [pic]. Строим механизм в 12 положениях (0-
) и в двух крайних положениях (2’9’).
3. Создание динамической модели
Для того чтобы упростить определение закона движения сложной системы
реальный механизм заменяют динамической моделью. Модель представляет собой
стойку и вращающееся звено называемое звеном приведения инерционность
которого определяется суммарным приведенным моментом инерции [pic]. На
звено приведения действует суммарный приведенный момент сил [pic].
Параметры динамической модели [pic] и [pic] определяют так чтобы законы
движения звена приведения динамической модели и движения начального звена
реального механизма совпадали: [p [pic].
В качестве начального звена механизма выбран кривошип 1. Таким образом
обобщенная координата для механизма [pic]. [pic] и [pic] определяются
методом приведения сил и масс.
3.1 Определение суммарного приведенного момента
Метод приведения сил основан на равенстве элементарных работ и
мгновенных мощностей приведенного момента приложенного к модели и
реальных сил – к реальному механизму.
Для модели мощность [pic] где [pic] а для реального механизма [pic] где
[pic] - проекции на вертикаль скорости центра масс [pic]-го звена.
3.2 Определение суммарного приведенного момента инерции
Метод приведения масс и моментов инерции основан на равенстве
кинетической энергии звена приведения динамической модели и кинетической
энергии реального механизма в каждый момент времени.
4 Передаточные функции
Определение передаточных функций
Передаточные функции определяются из построения планов скоростей.
План скоростей построим в вынужденном масштабе. Выберем величину отрезка
[pic] с плана скоростей равную отрезку ОА на плане механизма.
Так как [pic] то [pic]. Таким образом масштаб построения планов скоростей
определяется по следующей формуле: [pic] и [pic]
Скорость центров тяжести второго звена S4 определятся методом подобия
При построении плана скоростей скорость точки A1 будет направлена
перпендикулярно звену OА относительная скорость точки A2 будет направлена
по 3 звену скорость переносного движения точки A2 будет направлена
перпендикулярно звену СВ также направлена и скорость точки B. Скорость
точки D направлена по оси OX
Таким образом для нахождения передаточной функции [pic] для каждого
положения механизма достаточно замерить величину отрезка [pic] с плана
скоростей переводя через масштаб [pic] получим [pic] в м.
Определение передаточных функций [pic]
Для плана скоростей в каждом положении механизма замеряем отрезок
[pic] и делим его на длину звена СA.
Значения передаточных функций.
ПередаточнаПоложения механизма
1 2 2' 3 4 5 6 7 8 9 9’ 10 11 I3 1.019 0.679 0.147
0.204 0.393 0.484 0.511 0.484 0.393 0.204 0 0.147 0.679 I5
023 0.563 I_IIгр 2.351 1.238 0.173 0 0.254 0.579 0.774 0.845
По данным таблицы строим график [pic] в масштабе [pic]:
График [pic] может быть приближенно принят за график кинетической энергии
второй группы звеньев [pic]. Действительно: [pic].
Закон изменения [pic] еще не известен. Поэтому для определения [pic]
приближенно принимаем [pic] что возможно т.к. величина коэффициента
неравномерности [pic] величина малая и тогда величину [pic] можно считать
пропорциональной [pic] а построенную кривую можно принять за приближенную
кривую [pic].графика [pic]: [pic]
8 Построение приближенного графика [pic]
Известно что [pic]. С другой стороны [pic] т.е. кинетическая энергия
механизма отличается от [pic] на некоторую постоянную величину [pic].
Поэтому ранее построенный график [pic]можно принять за график
[pic]относительно оси [pic] отстоящей от оси [pic] на величину [pic].
следовательно для построения кривой [pic] необходимо из ординат кривой
[pic] в каждом положении механизма вычесть ординаты графика [pic] взятые в
масштабе [pic] в каком построена кривая [pic]: [pic].
Полученная кривая [pic]приближенная т.к. построена вычитанием из точной
кривой [pic] приближенных значений [pic].
На кривой [pic] находят [pic] и [pic] и определяют максимальное изменение
кинетической энергии I группы звеньев за период одного цикла:
9 Определение закона движения начального звена механизма
Максимальному значению [pic] соответствует [pic] а [pic]
соответствует [pic] т.к. [pic]. Поэтому [pic] будет соответствовать [pic]
в масштабе [pic]. Чтобы определить график [pic] необходимо найти положение
оси абсцисс [pic]. Для этого через середину отрезка [pic] проводят линию
которая является средней угловой скоростью [pic]. Рассчитаем графическую
величину[pic]. Определим коэффициент неравномерности вращения :[pic]
Определим погрешность[pic]
10 Геометрический расчет маховика.
Определим момент инерции дополнительной маховой массы
предположим что [pic] тогда
[pic]Чертим маховик в масштабе [pic]
Провели геометрический синтез механизма определили:
Создали динамическую модель с параметрами:
Подобраны размеры маховика:
Создан закон движения (φ)
Определим угловую скорость и ускорение при φ=60О:
= ср+Δy=9.95+7.71558.79= 10.081c-1
= 1*tg*φ=9.95*tg(8.914)*19.158.79= 0.5c-2

Введение.doc

Лист 3 Динамическое исследование основного механизма.
1. Исходные данные и постановка задачи:
№ пп Наименование параметра Обозначения Единица СИ Числовое значение
Длина хода ползуна H м 025
Расстояние между осями lOC м 015
Число оборотов n1 обмин 95
Коэффициент ( - 125
Коэффициент скорости KV - 155
Отношение длины шатуна (=lBDlBC - 1.15
Отношение определяющиеLCS3 - 05
положение центра lBS4lBD
Максимальное усилие Pmax Н 6500
Момент инерции кулисы IS3 Кг*м2 0.35
зубчатого колеса m1 кг 8
Момент инерции шатуна IS4 Кг*м2 0.08
Момент инерции Iпр Кг*м2 20
вращающихся деталей
приведённый к выходному
Число оборотов nэд Обмин 1350
) Провести геометрический синтез механизма.
) Создать динамическую модель машинного агрегата
) Определить движущий момент необходимый при установившемся режиме на
) Получить закон движения главного вала машины
) Рассчитать маховик.
2. Геометрический синтез механизма
Для построения механизма выбираем масштаб [pic]. Произвольно выбираем
место расположения шарнира O проводим через точку O вертикальную прямую.
Кроме того проводим из т. O окружность радиусом OА. Разобьем окружность
через равные углы на 12 частей [pic]. Строим механизм в 12 положениях (0-
) и в двух крайних положениях (2’9’).
3. Создание динамической модели
Для того чтобы упростить определение закона движения сложной системы
реальный механизм заменяют динамической моделью. Модель представляет собой
стойку и вращающееся звено называемое звеном приведения инерционность
которого определяется суммарным приведенным моментом инерции [pic]. На
звено приведения действует суммарный приведенный момент сил [pic].
Параметры динамической модели [pic] и [pic] определяют так чтобы законы
движения звена приведения динамической модели и движения начального звена
реального механизма совпадали: [p [pic].
В качестве начального звена механизма выбран кривошип 1. Таким образом
обобщенная координата для механизма [pic]. [pic] и [pic] определяются
методом приведения сил и масс.
3.1 Определение суммарного приведенного момента
Метод приведения сил основан на равенстве элементарных работ и
мгновенных мощностей приведенного момента приложенного к модели и
реальных сил – к реальному механизму.
Для модели мощность [pic] где [pic] а для реального механизма [pic] где
[pic] - проекции на вертикаль скорости центра масс [pic]-го звена.
3.2 Определение суммарного приведенного момента инерции
Метод приведения масс и моментов инерции основан на равенстве
кинетической энергии звена приведения динамической модели и кинетической
энергии реального механизма в каждый момент времени.
4 Передаточные функции
Определение передаточных функций
Передаточные функции определяются из построения планов скоростей.
План скоростей построим в вынужденном масштабе. Выберем величину отрезка
[pic] с плана скоростей равную отрезку ОА на плане механизма.
Так как [pic] то [pic]. Таким образом масштаб построения планов скоростей
определяется по следующей формуле: [pic] и [pic]
Скорость центров тяжести второго звена S4 определятся методом подобия
При построении плана скоростей скорость точки A1 будет направлена
перпендикулярно звену OА относительная скорость точки A2 будет направлена
по 3 звену скорость переносного движения точки A2 будет направлена
перпендикулярно звену СВ также направлена и скорость точки B. Скорость
точки D направлена по оси OX
Таким образом для нахождения передаточной функции [pic] для каждого
положения механизма достаточно замерить величину отрезка [pic] с плана
скоростей переводя через масштаб [pic] получим [pic] в м.
Определение передаточных функций [pic]
Для плана скоростей в каждом положении механизма замеряем отрезок
[pic] и делим его на длину звена СA.
Значения передаточных функций.
ПередаточнаПоложения механизма
МоментПоложения механизма
1 2 2' 3 4 5 6 7 8 9 9’ 10 11 I3 1.019 0.679 0.147
0.204 0.393 0.484 0.511 0.484 0.393 0.204 0 0.147 0.679 I5
023 0.563 I_IIгр 2.351 1.238 0.173 0 0.254 0.579 0.774 0.845
По данным таблицы строим график [pic] в масштабе [pic]:
График [pic] может быть приближенно принят за график кинетической энергии
второй группы звеньев [pic]. Действительно: [pic].
Закон изменения [pic] еще не известен. Поэтому для определения [pic]
приближенно принимаем [pic] что возможно т.к. величина коэффициента
неравномерности [pic] величина малая и тогда величину [pic] можно считать
пропорциональной [pic] а построенную кривую можно принять за приближенную
кривую [pic].графика [pic]: [pic]
8 Построение приближенного графика [pic]
Известно что [pic]. С другой стороны [pic] т.е. кинетическая энергия
механизма отличается от [pic] на некоторую постоянную величину [pic].
Поэтому ранее построенный график [pic]можно принять за график
[pic]относительно оси [pic] отстоящей от оси [pic] на величину [pic].
следовательно для построения кривой [pic] необходимо из ординат кривой
[pic] в каждом положении механизма вычесть ординаты графика [pic] взятые в
масштабе [pic] в каком построена кривая [pic]: [pic].
Полученная кривая [pic]приближенная т.к. построена вычитанием из точной
кривой [pic] приближенных значений [pic].
На кривой [pic] находят [pic] и [pic] и определяют максимальное изменение
кинетической энергии I группы звеньев за период одного цикла:
9 Определение закона движения начального звена механизма
Максимальному значению [pic] соответствует [pic] а [pic]
соответствует [pic] т.к. [pic]. Поэтому [pic] будет соответствовать [pic]
в масштабе [pic]. Чтобы определить график [pic] необходимо найти положение
оси абсцисс [pic]. Для этого через середину отрезка [pic] проводят линию
которая является средней угловой скоростью [pic]. Рассчитаем графическую
величину[pic]. Определим коэффициент неравномерности вращения :[pic]
Определим погрешность[pic]
10 Геометрический расчет маховика.
Определим момент инерции дополнительной маховой массы
предположим что [pic] тогда [pic]м
Чертим маховик в масштабе [pic]
Провели геометрический синтез механизма определили:
Создали динамическую модель с параметрами:
Подобраны размеры маховика:
Создан закон движения (φ)
Определим угловую скорость и ускорение при φ=60О:
= ср+Δy=1.88+1.018 89.98= 1891 c-1
= 1*tg*φ=1.891*tg(18.63)*19.189.98= 0135c-2

планы1.frw

Лист3.cdw

Курсовой проект по ТММ
Динамическое исследование
КФ МГТУ им. Н.Э.Баумана

планы.frw