Динамическое исследование основного механизма поперечно-строгального станка с качающейся кулисой

3 лист.cdw

Курсовой проект по ТММ
исследование основного

Л3-ПЗ.doc

Лист 3. Динамическое исследование основного механизма поперечно-
строгального станка с качающейся кулисой
1 Исходные данные и постановка задачи
Наименование параметра ОбозначениРазмерность Числовые
Максимальная длина хода ползуна Н м 034
Коэффициент изменения скорости ползуна К 16
Межосевое расстояние между опорами ос м 038
Отношение длины шатуна к длине кулисы DECD 032
Отношение расстояния от точки С до CS3CD 05
центра тяжести кулисы к длине кулисы
Отношение расстояния от точки D до DS4DE 05
центра тяжести шатуна к длине шатуна
Масса ползуна m5 кг 70
Масса кулисы m3 кг 40
Момент инерции кулисы относительно осиI3S кг(м2 045
проходящей через ее центр тяжести
Коэффициент неравномерности вращения ( 116
Координата центра тяжести ползуна S5 м 0152
Вылет резца р м 008
Маховой момент ротора электродвигателя mD2д кг(м2 026
Маховой момент зубчатых механизмов mD2 кг(м2 048
приведенный к валу электродвигателя
Угловая координата для силового расчетаj1 град 270
Максимальный подъем толкателя h м 0038
Число оборотов кривошипа n1 обмин 150
Число оборотов электродвигателя nд обмин 2500
Провести геометрический синтез механизма;
Создать динамическую модель механизма и определить необходимый
движущий момент обеспечивающий установившийся режим работы
Получить закон движения главного вала и рассчитать маховик
необходимый для выравнивания хода машинного агрегата.
2 Синтез основного механизма
Определяем масштаб [pic]
Строим механизм в 12 положениях.
3 Динамическая модель механизма
Динамическая модель представляет собой однозвенный механизм закон
движения которого совпадает с законом движения первого звена. Динамическая
модель определяется двумя параметрами: приведенным суммарным моментом
инерции и приведенным суммарным моментом сил. Приведенный суммарный момент
инерции находится из равенства кинетических энергий реального механизма и
динамической модели:
Приведенный момент сил находится из метода приведения сил и основан на
равенстве мгновенных мощностей реального механизма и математической модели.
4 Определение передаточных функций.
Примем следующие допущения:
Все планы скоростей будем строить в вынужденном масштабе чтобы pa1=OA.
Повернем планы скоростей на 90° по –.
Построим планы скоростей непосредственно на механизме.
Передаточные функции определяются из плана скоростей графоаналитически.
В результате мы получим следующие выражения для передаточных функций:
[pic] где [pic] находим из соотношения [pic]
1 2 2' 3 4 5 6 7 8 9 9' 10 11 12 Vqe м 0.264 0.162
264 U31 0.549 0.35 0.067 0 0.111 0.205 0.249 0.262 0.249
205 0.111 0 0.067 0.35 0.549 [pic]
Значения передаточных функций сведем в таблицу.
Строим графики передаточных функций в масштабе: [pic]
Построение графика IIIпр.
Размерность 0 1 2 2' 3 4 5 6 7 8 9 9' 10 11 12 [pic]
Кгм2 083 0337 0012 0 0034 0115 0171 0189 0171 0115
34 0 0012 0337 083 [pic] Кгм2 4879 1837 0076 0 0189
32 0958 1111 0991 0632 0168 0 0059 1837 4879 [pic]
Кгм2 5709 2174 0088 0 0223 0747 1129 13 1162 0747
Строим график приведенного момента инерции второй группы звеньев
механизма в масштабе [pic]. График кинетической энергии второй группы
звеньев механизма будет иметь такой же вид но в масштабе T = 2* I1ср2
= 220(15030)2 = 0162 ммДж
Построение графика Мпспр
Построим график приведенного момента сил полезного сопротивления.
Размерность 0 1 2 2’ 3 4 5 6 7 8 9 9’ 10 11 12 P H
0 0 0 0 318 2033 5568 11591 19668 28800 0 0 0 0 Vqe
м 0.264 0.162 0.033 0 0.052 0.095 0.117 0.126 0.119 0.095
049 0 0.029 0.162 0.264 [pic] Нм 0 0 0 0 0 30.21
Строим график нагрузки Р в масштабе [pic]
Строим график приведенного момента сил полезного сопротивления в масштабе
7 Построение графика работ.
Для получения диаграммы работы сил полезного сопротивления графически
проинтегрируем кривую приведенного момента сил полезного сопротивления.
Постоянную интегрирования К примем равной 408 мм тогда масштаб[pic].
Проинтегрировав графически зависимость [pic] получим график[pic].
Проведем через 12-ую точку вертикальную прямую. График работы [pic]
отсекает на этой прямой отрезок [pic]. Откладываем этот отрезок вверх от
оси φ т.к. [pic]. Верхний конец этого отрезка соединяем с началом отсчета
получая график работы [pic]. Складываем эти два графика [pic] и [pic] по
точкам получаем конечный график работы[pic]. Его конечная ордината равна
нулю. Это признак установившегося режима движения.
Имея все необходимые параметры строим график суммарного приведенного
8 Построение графика кинетической энергии 1 группы звеньев.
Для построения кривой [pic] необходимо из ординат кривой [pic] в
каждом положении механизма вычесть отрезки изображающие [pic] взятые из
На построенной кривой [pic] находим точки соответствующие [pic] и
[pic] и определяем максимальное изменение кинетической энергии I группы
звеньев за период одного цикла.
[pic]-отрезок в мм изображающий [pic] в масштабе [pic].
Получаем приведенный момент инерции I группы звеньев необходимый для
поддержания заданной неравномерности главного вала машины.
Для обеспечения требуемого коэффициента неравномерности следует установить
[pic] в =03D d = 08D где b – ширина обода D – наружный диаметр
обода d – внутренний диаметр обода [pic] - удельная масса материала.
Наружный диаметр маховика слишком большой поэтому его надо установить на
вал электродвигателя. В этом случае.
В таком случае наружный диаметр маховика будет: [pic]=0269(м)
Внутренний диаметр d = 08D=080249=0215(м)
Толщина в =03D=030269=0081(м)
10 Определение закона движения главного вала машины.
При определении закона движения используют соотношение [pic].
Максимальному значению [pic] соответствует [pic] а [pic] - [pic] т.к.
[pic]. Поэтому [pic] будет соответствовать максимальное приращение угловой
скорости входного звена [pic] в масштабе. [pic]
Чтобы определить график [pic] необходимо найти положение оси абсцисс [pic].
Для этого через середину отрезка [pic] изображающего разность [pic]
проводим линию которая является линией средней угловой скорости [pic].
Рассчитываем графическую величину [pic] и отложив [pic] от уровня
[pic] получаем положение оси [pic] относительно которой график [pic]
будет показывать изменение угловой скорости входного звена [pic] за один
цикл установившегося режима движения.
Проведен геометрический синтез механизма поперечно-строгального
станка с качающейся кулисой.
Построен механизм в 12 положениях в масштабе. [pic]
Рассчитана динамическая модель. Параметры динамической модели: [pic]
Проведен расчет маховика обеспечивающий заданную неравномерность
вращения. Параметры маховика:
Маховик устанавливается на валу двигателя.
Получен закон движения главного вала [pic] на одном цикле.