Геометрический синтез и динамический анализ рычажного механизма РПЗ
- Добавлен: 26.04.2026
- Размер: 701 KB
- Закачек: 0
Описание
Состав проекта
|
Дин анализ РПЗ 4 лист.bak
|
кинемат анализ РПЗ 3 лист.cdw
|
|
Дин анализ РПЗ.bak
|
|
Силовой анализ РПЗ.bak
|
|
Силовой анализ РПЗ 2 лист.bak
|
|
Геометрический синтез РПЗ.cdw
|
|
Силовой анализ РПЗ 3 лист.cdw
|
|
кинемат анализ РПЗ 2 лист.cdw
|
|
Дин анализ РПЗ 3 лист.cdw
|
|
Дин анализ РПЗ 2 лист.cdw
|
|
Дин анализ РПЗ 2 лист.bak
|
|
Силовой анализ РПЗ 3 лист.bak
|
|
Дин анализ РПЗ 4 лист.cdw
|
|
кинемат анализ РПЗ.cdw
|
|
кинемат анализ РПЗ 3 лист.bak
|
|
Силовой анализ РПЗ.cdw
|
|
Силовой анализ РПЗ 2 лист.cdw
|
|
кинемат анализ РПЗ 4 лист.bak
|
|
Дин анализ РПЗ 5 лист.cdw
|
|
кинемат анализ РПЗ 4 лист.cdw
|
|
кинемат анализ РПЗ 5 лист.bak
|
|
кинемат анализ РПЗ.bak
|
|
Дин анализ РПЗ.cdw
|
|
кинемат анализ РПЗ 5 лист.cdw
|
|
кинемат анализ РПЗ 2 лист.bak
|
|
Геометрический синтез РПЗ.bak
|
|
Дин анализ РПЗ 3 лист.bak
|
- Компас или КОМПАС-3D Viewer
Дополнительная информация
кинемат анализ РПЗ 3 лист.cdw
Результаты расчетов занесем в таблицу 2.4
Таблица 2.4 Значение аналога линейной скорости ползуна
5 Решим третью задачу кинематического анализа а именно
определим аналог углового ускорения шатуна по формуле
Результаты расчетов занесем в таблицу 2.5
Таблица 2.5 Значение аналога углового ускорения шатуна
6 Определим значение аналога линейного ускорения ползуна по
Результаты расчетаов занесем в таблицу 2.6
Таблица 2.6 Значение аналога линейного ускорения ползуна
7 Решим первую задачу кинематического анализа а именно
расчитаем координаты положения центра масс шатуна по формуле:
Результаты расчета занесем в таблицу 2.7
Геометрический синтез РПЗ.cdw
Расчеты в данном разделе будут выполнятся в соответствии с
методикой изложенной в [12] на основании следующих исходных
= 1.70 (мс) - средняя скорость движения ползуна
= 330 (обмин) - частота вращения кривошипа
=4.2 - отношение длины шатуна к длине кривошипа
- положение центра масс шатуна
Расчеты будем выполнять аналитическим способом:
1 Определим ход ползуна
2 Определим длину кривошипа
3 Определим дину шатуна
4 Определим положение центра масс шатуна
Вывод: в ходе расчета были определенны длины звеньев механизма
а именно шатуна и кривошипа. Определен ход ползуна и положение
центра масс шатуна. Полученные результаты будут использованны
в следующих разделах курсового проекта.
Силовой анализ РПЗ 3 лист.cdw
спроецируем их на координатные оси. В результате получим систему
скалярных уравнений. Решим систему скалярных линейных уравнений
в среде MatchCAD с помощью стандартной процедуры решения
линейнных уравнений. Значение полученных реакций занесем в
Таблица 4.1 Значение реакций в кинематических парах
5 Выполним силовой анализ входного звена для этого составим два
уравнения равновесия.
5.1 Составим уравнение равновесия моментов:
5.2 Составим уравнение равновесия сил приложенных к первому
6 Решим данные уравнения аналитически на компьютере. Для этого
спроецируем уравнения на координатные оси. Полученные скалярные
линейные уравнения решим в среде MatchCAD с помощью стандартной
процедуры решения линейных уравнений.
Результаты расчетов занесем в таблицу.
Таблица 4.3 Значения уравновешивающего момента и реакций в
кинематических парах
Вывод: В результате выполненных расчетов были определенны
реакции во всех кинематических парах для заданных рассчетных
положений также для всех рассчетных положений был определен
уравновешивающий момент приложенный ко входному звену.
Результаты расчетов будут использованны в последующих разделах
кинемат анализ РПЗ 2 лист.cdw
векторный многоугольник который можно описать следующим
1 На основании расчетной схемы определим перемещение ползуна
для 12 равноотстоящих положений кривошипа. Расчет выполним по
формуле полученной из уравнения замкнутого контура:
Результаты занесем в таблицу 2.1
Таблица 2.1 Значение перемещений ползуна
2 Определим угол положения шатуна по формуле:
Результаты расчетов занесем в таблицу 2.2
Таблица 2.2 Значение угла положение шатуна
3 Решим вторую задачу кинематического анализа а именно
расчитаем аналог угловой скорости шатуна по формуле:
Результаты расчетов занесем в таблицу 2.3
Таблица 2.3. Значение аналога угловой скорости шатуна
Дин анализ РПЗ 3 лист.cdw
движения в дифференциальной форме. Решим это уравнение
численным способом (способом Баранова). Представим для численного
решения уравнение движения в следующем виде:
- значение угловой скорости динамической модели в i+1 расчетном
-привиденный момент сил в i-ом положении
- малое приращение угла поворота динамической модели
-привиденный момент инерции динамической модели в i-ом
I-привиденный момент инерции вращающихся масс машины
-угловая скорсть движения модели в i-ом положении
Результаты расчетов угловой скорости динамической модели
Таблица 3.4 Значение угловой скорости динамической модели
5 По результатам расчета угловой скорости определим значение
коэффициента неравномерности движения динамической модели б
Сравним полученное значение с привиденным в начальных условиях:
6 Для обеспечение требуемого коэффициента неравномерности
движнния динамической модели рассчитаем дополнительный момент
инерции маховика по формуле []:
Дин анализ РПЗ 2 лист.cdw
производящей силы заданного графически. Закон изменения
производящей силы предствавим в табличной форме.
Таблица 3.1 Изменение производящей силы
2 Расчетаем значения привиденного момента сил для заданных
расчетных положений механизма по формуле выведенной на
основании уравнения баланса мощностей
-проекции производящей силы на оси координат
-проекции аналога скорости точки В на оси координат
- силы тяжести соответствующих звеньев
Результаты выполненных расчетов занесем в таблицу.
Таблица 3.2 Значение приведенных моментов сил
При этом среднее значение привиденного момента сил М
3 Расчитаем значение привиденного момента инерции для расчетных
положений механизма по формуле выведенной на основании равенства
кинетических энергий:
Результаты выполненных расчетов занесем в таблицу
Таблица 3.3 Значение привиденного момента инерции
Дин анализ РПЗ 4 лист.cdw
учетом момента инерции маховика:
Результаты расчетов занесем в таблицу
Таблица 3.7 Значение привиденной угловой скорости с учетом
момента инерции маховика
8 По результатам вычислений угловой скорости с учетом маховика
снова определим коэффициент неравномерности движения
динамической модели б
и сравним его с заданным:
9 На основании выполненных расчетов определим значение углового
ускорения динамической модели в расчетных положениях. Для этого
используем формулу обобщенного второго закона Ньютона для
вращательного движения:
- производная привиденного момента инерции по обобщенной
Таблица 3.8 Значение углового ускорения динамической модели
кинемат анализ РПЗ.cdw
Рассеты в данном разделе будут выполнятся в соответствии с
методикой изложенной в [134 на основании следующих исходных
а=0 м-экцентриситет кривошипно-ползунного механизма
=0078м-длина кривошипа
=0114м-длина отрезка задающего положение центра масс на
=90град - угол задающий положение линии движения ползуна
п=360град-значение максимального угла поворота кривошипа
за один цикл движения механизма.
Расчеты будем выполнять в системе "MatchCAD" аналитическим
способом. Для этого составим расчетную схему механизма для
=0(град) а затем преобразуем результаты
путем поворота координат.
Рис. 2.1 Расчетная схема механизма для общего случая
Силовой анализ РПЗ.cdw
Расчеты в данном разделе будем выполнять в соответствии с
методикой изложенной в [13] на основании следующих исходных
=0078м - длина кривошипа
=13кг-масса третьего звена т.е. поршня
=433кг-масса второго звена т.е. шатуна
=65кг-масса первого звенат.е. кривошипа
-момент инерции кривошипа относительно точки О
-момент инерции кривошипа относительно точки
п=360град-максимальный гол поворота кривошипа
J=90град-уголзадающий положение линии движения ползуна.
1 Составим расчетную схему механизма для силового расчета
Рис. 4.1 Расчетная схема механизма
Силовой анализ РПЗ 2 лист.cdw
привиденным ниже формулам. Результаты расчетов будут занесены в
базу данных компьютера и автоматически использоваться в
последующих расчетах.
где т-масса звена сосредоточенная в точке S а -
ускорение центра масс звена т.е. точки S.
3 Составим уравнения равновесия используя расчетную схему.
3.1 Составим уравнение равновесия моментов сил для второго
звена входящего в группу Ассура относительно точки В:
Рис. 4.2 Рассчетная схема механизма группы Ассура 2 класса 2 вида
3.2 Составляем уравнение равновесия для всей группы Ассура:
3.3 Запишем уравнение равновесия сил для одного из звеньев
группы Ассура например звена 2:
3.4 Составим уравнение равновесия моментов сил для третьего
Дин анализ РПЗ 5 лист.cdw
именно построим следующие диаграммы в масштабе :
10.1 Диаграмму производящей силы диаграмму привиденных
моментов сил диаграмму привиденных моментов инерции диаграмму
изменения угловой скорости кривошипа без учета момента инерции
маховика диаграмму изменения угловой скорости кривошипа с
учетом момента инерции маховикадиаграмму ускорения кривошипа
Вывод: В результате выполнения данного раздела определены закон
движения входного звена механизма а также определили потребный
момент инерции маховика для обеспечения требеумой равномерности
движения входного звена или кривошипа I
кинемат анализ РПЗ 4 лист.cdw
8 Решим вторую задачу кинематического анализа а именно
расчитаем значения проекции аналога угловой скорости центра масс
Результаты расчета занесем в таблицу 2.8
Таблица 2.8 Значение проекций аналога линейной скорости центра
9 Решим третью задачу кинематического анализа а именно
расчитаем значения проекции аналога линейного ускорения центра
масс шатуна по формулам:
Результаты расчетов занесем в таблицу 2.9
Таблица 2.9 Значение проекции аналога линейного ускорения центра
Полученные результаты кинематического анализа преобразуем к
новой системе координат положение которой определяется
заданным значением угла
Дин анализ РПЗ.cdw
Расчеты в данном разделе будут выполнятся по методике
изложенной в [15] на основании следующих исходных данных:
=3648288 Н - значение производящей силы
= 11 Мпа - максимальное давление на поршень
d=0065 м - диаметр поршня
=13 кг - масса третьего звена т.е. поршня
=433 кг - масса второго звена т.е. шатуна
=65 кг - масса первого звена т.е. кривошипа
-момент инерции шатуна
- момент инерции кривошипа относительно
- момент инерции зубчатых механизмов привиденных
к валу электрогенератора
- момент инерции ротора электрогенератора
момент инерции привиденный к кривошипу
=330 обмин-частота вращения кривошипа
=3000обмин-частота вращения ротора электрогенератора
б= 003 - коэффициент неравномерности вращения кривошипа
п=360град - значение максимального угла поворота кривошипа
=3454 радсек - средняя скорость вращения кривошипа
Для выполнения динамического анализа перейдем от механизма к его
динамической модели а именно составим динамическую модель и
определим её динамические параметры. В качестве звена привидения
выберем входное звено механизма.
кинемат анализ РПЗ 5 лист.cdw
выполним кинематический анализ механизма графоаналитическим
способом для 2 и 8 положения.
10.1 Построим в масташтабе m
кинематическую схему кривошипно-
-ползунного механизма для 12 равноотстоящих положений кривошипа
10.2 Построим планы скоростей механизма для 2 и 8 положения в
на основе уравнений скоростей:
10.3 Построим планы ускорений механизма для 2 и 8 положения в
на основании уравнений ускорений:
10.4 Произведем проверку вычислений данного раздела путем
сравнения вычислений полученных аналитическим и
графо-аналитическим методами для 2 и 8 положений механизма
результаты занесем в таблицу 2.10.1
Таблица 2.10.1 Проверка вычислений второго раздела
Вывод: Проверка показала что результаты полученных угловых и
линейных скоростей и ускорений а также значение углов и координат
звеньев являются веными и находятся в пределах допустимой
погрешности. Результаты вычислений будут использованны в
следующих разделах курсового проекта.
