Исследование рычажного механизма

силовой.cdw

СХЕМА МЕХАНИЗМА В ТРЕТЬЕМ ПОЛОЖЕНИИ
ПЛАН СКОРОСТЕЙ ТРЕТЬЕГО ПОЛОЖЕНИЯ
ПЛАН УСКОРЕНИЙ ТРЕТЬЕГО ПОЛОЖЕНИЯ
СИЛОВОЙ РАСЧЕТ ГРУППЫ 4-5
СИЛОВОЙ РАСЧЕТ ГРУППЫ 2-3
СИЛОВОЙ РАСЧЕТ ВЕДУЩЕГО ЗВЕНА

маховик1 А1.cdw

ГРАФИК ПРИВЕДЕННЫХ МОМЕНТОВ СИЛ
ГРАФИК ИЗБЫТОЧНЫХ РАБОТ
ГРАФИК КИНЕТИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ЗВЕНЬЕВ
ГРАФИК ИЗМЕНЕНИЯ КИНЕТИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

3.doc

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ МАХОВИКА.
1. определение приведенного момента сил полезных сопротивлений.
Используя формулу определим приведенный момент сил давление для 12 положений
где - сила технологического сопротивления;
- скорость точки приложения силы;
радс – угловая скорость ведущего звена;
α - угол между векторами и .
VSi – скорость центра масс звена i
i – угол между направлениями Gi и VSi
K – число подвижных звеньев.
Кинетическая энергия механизма равна сумме кинетических энергий его звеньев т.е.
-кинетическая энергия звена 2;
-кинетическая энергия звена 3;
-кинетическая энергия звена 4;
-кинетическая энергия звена 5;
Значения основных параметров в 12 положениях механизма
2. Построение графиков.
Методом графического интегрирования строим диаграмму работ сил. Для этого выбираем полюсное расстояние H=50 мм. Через середины интервалов 0-1 1-2 10-11 проводим перпендикулярны к оси абсцисс (штриховые линии). Точки пересечения этих перпендикуляров с диаграммой проецируем на ось ординат и соединяем найденные точки 1’ 2’ 11’12’ с полюсом p. Из начала координат диаграммы проводим прямую параллельную лучу p-1’ получаем точку 1’’. Из точки 1’’ проводим прямую 1’’-2’’ параллельную лучу p-2’ (11’’-12’’) (p-12’).диаграммы работ определяем по формуле
Так как то диаграмма работ есть прямая линия. Кроме того при установившемся движении за цикл работа движущих сил равна работе всех сопротивлений. На основании вышеизложенного соединяем начало координат О диаграммы с точкой 6" прямой линией которая и является диаграммой . Если графически продифференцировать эту диаграмму то получим прямую параллельную оси абсцисс. Эта прямая является диаграммой приведенных моментов сил полезного сопротивления .
Для построения диаграммы приращения кинетической энергии машины следует вычесть алгебраически из ординат диаграммы ординаты диаграммы т. е. ординаты 1—1* 2—2* 12—12* диаграммы равны соответственно ординатам 1’’-1° 2’’-2° .. 12"-12° диаграммы .
Строим диаграмму кинетической энергии механизма в масштабе Нммм.
3. Определение момента инерции маховика и его геометрических размеров.
Определим момент инерции маховика
Определяем диаметр маховика его массу и ширину.
d1=0.2*D= 112 мм b=0.125*D=70 мм a1=1.1*b=100 мм
d2=0.3*D=168 мм b1=0.44*b=40 мм a2=0.88*b=80 мм
d3=0.8*D=448 мм b2=0.352*b=32 мм bст=1.05*b=95 мм

Записка.doc

Число оборотов кривошипа АВ в минуту
Геометрические параметры стержневого механизма м
Вес и моменты инерции звеньев
1. Структурный анализ
Определяем степень подвижности механизма по формуле П. Л. Чебышева.
где - число подвижных звеньев;
- число кинематических пар пятого класса
- число кинематических пар четвертого класса
Подставим эти данные в формулу Чебышева и находим:
2. Построение схемы механизма
Масштаб схемы. Приняв на чертеже отрезок AB=56 мм находим:
В принятом масштабе вычерчиваем схему механизма. Для построения 12 положений звеньев механизма разделим траекторию описываемую точкой B кривошипа AB на 12 равных частей.
Определяем длины звеньев на схеме
3. Построение планов скоростей механизма
a) Определим скорость точки B.
Вектор перпендикулярен AB и направлен в сторону вращения кривошипа OB.
На чертеже выбираем произвольно точку - полюс. . Из точки проводим вектор изображающий скорость точки B. Длину отрезка выбираем 50 мм
Масштаб плана скоростей v
б) Определим скорость точки C.
Скорости концевых элементов и известны:
где - вектор относительной скорости точки С в ее движении относительно точки B;
где - вектор относительной скорости точки С в ее движении относительно точки D;
Величины этих векторов неизвестны. По направлению . Исходя из этого согласно первому уравнению системы (1) из точки проводим луч соответственно схемы а согласно второму уравнению (1) из точки луч . Пересечение лучей дает точку - конец вектора . Точку соединяем с полюсом .
Угловая скорость звеньев СB CD: 1c
в) Определим скорость точки Е.
определим скорость точки E
Скорость точки E находим по правилу подобия: конец вектора этой скорости должен лежать на линии dc при этом соотношение длин отрезков de и cd должно равняться соотношению длин звеньев DE и CD соответственно
г) Определим скорость точки F.
где - вектор относительной скорости точки F в ее движении относительно точки E;
- скорость неподвижной точки направляющей
- вектор относительной скорости точки F в движении ее относительно направляющей - параллельный x – x.
Поэтому в соответствии с 1-м уравнением (2) из точки e проводим луч а согласно второму уравнению (2) из проводим луч x – x. На пересечении лучей получается точка F которая соединяется с полюсом p.
Угловая скорость звеньев FE: 1c
Длины отрезков изображающих скорости точек механизма на планах скоростей Таблица 1.1
Построение графика изменения перемещения скорости ускорения точки F
Перед тем как строить график перемещения ведомого звена необходимо задать масштабы:
масштаб перемещения s = = 00025 м мм
т.е. в одном миллиметре абсциссы графика перемещение равно 00025 м мм
масштаб угла поворота φ = 2 180 = 0035 рад. мм
где 180 длина оси Ох на графике в миллиметрах соответствует одному обороту или 360 гр.
масштаб графика скорости (мс) мм
масштаб графика ускорения (мс) мм
4. Построение планов ускорений механизма
а) Ускорение точки B.
Вектор направлен по звену AB к центру вращения – точке А. На чертеже выбираем точку - полюс. . Из точки проводим вектор изображающий .
Строим план ускорений
- отрезок изображающий в масштабе ускорение точки А.
Масштаб плана ускорений
б) ускорение точки С.
где мс2 – нормальное ускорение точки С относительно точки B направленное вдоль CB от С к В;
-тангенциальное ускорение точки С относительно В направленное перпендикулярно СВ;
мс2 – нормальное ускорение точки С относительно точки D направленное вдоль CD от С к D;
-тангенциальное ускорение точки С относительно D направленное перпендикулярно СD;
соответствует отрезок плана длина которого мм
С учетом уравнений системы (4) значений и их направлений достраиваем план ускорений. Соединив полученную точку С с полюсом получим вектор соответствующий
в) Ускорение точки E находим по правилу подобия: конец вектора этого ускорения должен лежать на линии dc при этом соотношение длин отрезков de и cd должно равняться соотношению длин звеньев DE и CD соответственно
г) Ускорение точки F
где мс2 – нормальное ускорение точки F относительно точки E направленное вдоль FE от F к E;
-тангенциальное ускорение точки F относительно E направленное перпендикулярное
- ускорение точки неподвижной направляющей совпадающий в данный момент с точкой F
- ускорение Кориолиса в движении точки F относительно Fx и вместе с ней. Вращательное движение направляющей x – x – отсутствует ().
-относительное е ускорение в движении точки F относительно Fx направлено вдоль направляющей x-x
С учетом 1-го уравнения системы (6) из точки е плана проводим FE (от F к E) затем из точки проводится луч (направление ). По 2-му уравнению системы (6) т.к. то из точки проводим луч x – x. (направление ). На пересечении лучей получается точка Которая соответствует концу вектору характеризующего . По величине
Дано: Н; Н; Н; Н P=500 Н; кгм2; кгм2; кгм2; с-2; с-2; с-2; мс2; мс2; мс2;
Определим силы инерции в звеньях 2 3 4 5
Направление этих сил противоположно векторам ускорений центров тяжести звеньев
Моменты от вращения звеньев
Направление их противоположно направлению угловых ускорений .
Нм т.к. ползун движется поступательно
Уравнение моментов относительно точки F.
Векторное уравнение сил
Берем масштаб в 1 мм – 2 Н
Из произвольной точки строим вектор с совпадением угла наклона. Затем по уравнению до конца вектора . Из конца даем направление . Из точки m даем направление под углом 90º к . Эти линии пересекутся в точке a.
Уравнение моментов для звена 2.
Уравнение моментов для звена 3.
Векторное уравнение
Берем масштаб в 1мм – 100 Н
Силовой расчет входного звена
Прикладываем к звену 1 в точке B силу а также пока еще не известную уравновешивающую силу направив ее предварительно в произвольную сторону перпендикулярно кривошипу AB. Так как то . Вначале из уравнения моментов всех сил относительно точки A определяем .
Реакции и определим построением силового многоугольника решая векторное уравнение равновесия звена 1:
Определение мощности
N=FyVF=175.31.6240.6=474.4 Вт

кинематика.cdw

Кинематический расчет
ГРАФИК ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ВЕДОМОГО ЗВЕНА
ГРАФИК ИЗМЕНЕНИЯ СКОРОСТИ ТОЧКИ (F)
ГРАФИК ИЗМЕНЕНИЯ УСКОРЕНИЯ ТОЧКИ (F)
График изменения угловой скорости звена FE
Схема механизма для 12 положений
План ускорений механизма
План скоростей для 12 положений механизма