9



  1. Определение закона движения мехенизма.


    1. Постановка задачи:

Для данного механизма перемещения крышки люка при известных размерах, массах и моментах инерции звеньев, заданном законе изменения момента сопротивления, заданном законе изменения результирующего давления в цилиндре с учетом останова механизма в конечном положении с мягким ударом кон0, определить закон движения и время срабатывания механизма.



    1. . Синтез основного механизма.



      1. Исходные данные:

Расстояние между осями поворота плиты O и шарнира крепления штока гидроцилиндра C lOC=1.1 [м].

Угол поворота плиты при открытии max=1.76 [рад].

Ход поршня HB=0.65 [м].

Соотношение между ходом поршня с минимальным расстоянием между осями качения гидроцилиндра и шарнира плиты K1=1.15.

Максимально допустимый угол давления в механизме с качающимся гидроцилиндром =1,22 [рад].







      1. Определение размеров механизма

При переходе из одного крайнего положения в другое поршень 2 перемещается на расстояние H (ход поршня), а ведомое коромысло 1 длиной l1 поворачивается на нужный угол . Чтобы использовать всю длину цилиндра задаются коэффициентом K1.

Тогда [м].

А [м].



    1. Определение параметров динамической модели.


В качестве динамической модели механизма использовали звено 3, приложив к нему суммарный приведенный момент и приписав ему суммарный приведенный момент инерции. Ниже приводится расчет этих параметров. Обобщенной координатой является угол поворота звена 3 - , начальным звеном считаем звено 3.



      1. Расчет кинематических передаточных функций.


Вычертили на листе кинематическую схему основного механизма в масштабе l=100 мм/м в начальном, конечном и 9-ти промежуточных положениях. При этом угол поворота звена 3 разбили на 10 равных интервалов по 10 градусов и, в направлении угловой скорости проставили номера позиций. Отсчет угла поворота произвили от положения кривошипа, соответствующего его начальному положению.

Для выбранных 11 положений 3-го звена механизма по векторному уравнению и строили в произвольном масштабе планы возможных скоростей. По соответствующим отрезкам планов определили кинематические передаточные функции, необходимые для определения параметров динамической модели механизма – приведенного сумарного момента и приведенного суммарного момента инерции.

;

Результаты расчета передаточных функций приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1.

Номер

.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

[град]

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Vq(a3)

[м]

0,358

0,398

0,419

0,423

0,417

0,399

0,373

0,340

0,303

0,260

0,214

Cos(F^Va3)

[-]

0,843

0,938

0,988

0,998

0,982

0,940

0,880

0,803

0,713

0,613

0,504

Vq(s2)

[м]

0,404

0,417

0,423

0,424

0,422

0,417

0,410

0,398

0,381

0,356

0,322

Cos(F^Vs2)

[-]

0,953

0,983

0,997

0,999

0,995

0,984

0,965

0,937

0,897

0,840

0,759

U2-3

[-]

-0,280

-0,167

-0,070

0,009

0,073

0,123

0,163

0,195

0,220

0,239

0,254



      1. Приведение сил.


Суммарный приведенный момент рассчитали приведением к начальному звену движущей силы и момента сопротивления. При этом приведенный момент сопротивления равен этому моменту, а приведенный момент от движущей силы находится как скалярное произведение силы на кинематическую передаточную функцию точки приложения силы.

Суммарный приведенный момент от движущей силы определили по формуле: .

Момент сопротивления определили из зависимости по Т.З.

А момент движущий определили в каждом положении на первых двух участках по формуле .

Затем из условия мягкого удара: =0, A=0 или Ад= -Асп. Но . Зная Aсп и работу движущей силы на первом и втором участке (как площади под эпюрами моментов деленные на масштабы и м), и определили силу на третьем участке =3820 [Н].

Результаты расчета приведены в таблице 1.2.

Таблица 1.2.

Номер

.

0

1

2

3

3

4

5

6

6

7

8

9

10

[град]

0

10

20

30

30

40

50

60

60

70

80

90

100

P

[кПа]

4,85

4,85

4,85

4,85

2,43

2,43

2,43

2,43

0,673

0,673

0,673

0,673

0,673

F

[кН]

27,5

27,5

27,5

27,5

13,8

13,8

13,8

13,8

3,82

3,82

3,82

3,82

3,82

Mдпр

[кН м]

8,30

10,27

11,40

11,63

5,81

5,63

5,16

4,52

1,26

1,04

0,824

0,608

0,411

Mсппр

[кН м]

8,24

7,75

6,97

5,93

5,93

5,23

4,65

4,12

4,12

3,71

3,39

3,13

2,88

Mпр

[кН м]

0,06

2,52

4,43

5,70

-0,120

0,400

0,500

0,400

-2,87

-2,67

-2,57

-2,52

-2,47



1.3.3. Приведение масс.


Инерционные характеристики звеньев механизма в его динамической модели представлены суммарным приведенным моментом инерции. Он складывается из приведенного момента инерции первой группы звеньев (который не зависит от обобщенной координаты) и приведенного момента инерции второй группы звеньев (который зависит от обобщенной координаты).

Приведенный момент инерции первой группы звеньев звена 3 J3пр=60.8 [].

А приведенный момент инерции второй группы звеньев складывается из приведенных моментов 1-го и 2-го звеньев. Причем первое звено совершает только вращательное движение и соответственно J1пр=Js1 (U23)2 (принебрегаем им за малостью).

А второе звено совершает плоское движение поэтому J2пр=J2првращ+J2прпост=Js2+m2 (Vqs2)2.


Результаты расчета приведены в таблице 1.3.

Таблица 1.3

Номер

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

[град]

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Jпр2вращ

[кг м2]

0,920

0,406

0,089

0,002

0,141

0,478

0,977

1,579

2,243

2,908

3,526

Jпр2пост

[кг м2]

6,339

7,368

7,957

8,081

7,885

7,385

6,733

5,935

5,115

4,305

3,563

Jпр3

[кг м2]

60,82

60,82

60,82

60,82

60,82

60,82

60,82

60,82

60,82

60,82

60,82

Jпр

[кг м2]

68,08

68,59

68,87

68,9

68,85

68,68

68,53

68,33

68,19

68,03

67,91




    1. Построение графика суммарной работы.


График суммарной работы построили путем интегрирования графика суммарного приведенного момента .

Интегрирование проводиться графическим методом, принимая отрезок интегрирования равным K1=28.65 [мм].

Тогда масштаб полученного графика суммарной работы будет равен - A=(M )/K1=10 [].



    1. Построение графика угловой скорости звена приведения.


Угловую скорость рассчитывали по формуле:, где A - суммарная работа, Tнач-начальная кинетическая энергия (в нашем случае равна нулю), а Jпр- приведенный суммарный момент инерции.



    1. Построение графика времени и определение времени срабатывания механизма.


График времени построили методом интегрирования графика угловой скорости: d/dt= => dt=d/, .

Интегрирование проводится методом графического интегрирования обратной функции. Приняли отрезок интегрирования K2=26.18 [мм], тогда масштаб графика времени t=K2 /=26.18 57.3/10=150 [].

Время срабатывания определили по графику и получили tmax=0.461 [с].

Результаты расчета приведены в таблице 1.4.

Таблица 1.4.

Номер

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

[град]

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

A

[Дж]

0

245

861

1640

168

1730

1800

1340

883

438

0

[рад/с]

0

2,66

4,99

6,91

6,97

7,06

7,20

6,21

5,04

3,55

0

T

[c]

0

0,127

0,172

0,200

0,225

0,250

0,274

0,299

0,330

0,370

0,461




1.7. Определение углового ускорения звена приведения.


Для расчета углового ускорения воспользовались зависимостью . Приняли d(Jпр)/d=0, тогда формула примет вид .

Результаты расчета приведены в таблице 1.5.

Таблица 1.5.

Номер

0

1

2

3

3

4

5

6

6

7

8

9

10

[град]

0

10

20

30

30

40

50

60

60

70

80

90

100

Jпр

[кг*м2]

68,1

68,6

68,9

68,9

68,8

68,7

68,5

68,3

68,2

68,0

67,9

69,4

68,8

Mпр

[кН*м]

59,9

2,52

4,43

5,70

-0,12

0,40

0,50

0,40

-2,87

-2,67

-2,57

-2,52

-2,47

3

[рад/с2]

0,88

36,8

64,3

82,7

-1,73

5,81

7,31

5,88

-41,8

-39,0

-37,7

-37,0

-36,4



Случайные файлы

Файл
2113-1.rtf
132572.rtf
TEOR.DOC
24792.rtf
60931.rtf