43002

Динамический и силовой анализ механизма

Контрольная

Производство и промышленные технологии

Динамический анализ механизма включает в себя определение движущего момента такого, чтобы звенья механизма двигались с заданными скоростями при заданных нагрузках и массах действующих на механизм. Формула для определения движущего момента

Русский

2013-11-03

99.5 KB

6 чел.


Динамический анализ механизма

Динамический анализ механизма включает в себя определение движущего момента такого, чтобы звенья механизма двигались с заданными скоростями при заданных нагрузках и массах действующих на механизм. Формула для определения движущего момента

Для динамического анализа механизма необходимо определить скорости и ускорения звеньев, к которым приложены нагрузки и звеньев, обладающих массами. В моём случае масса 300 кг сосредоточена в точке Е и звено ОЕ имеет массу равную 200 кг. К точке Е приложена рабочая сила Qр, направленная перпендикулярно ED. Для точки Е и центра тяжести звена ОЕ находим скорости и ускорения для всех положений

Замеряем во всех двенадцати положениях механизма координаты Y и X этих точек и строим первую диаграмму по следующей таблице:

Величина

Положение

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

 XE, м

0,261

0,428

0,528

0,572

0,567

0,539

0,506

0,489

0,400

0,300

0,228

0,206

YE, м

0,422

0,594

0,667

0,689

0,683

0,661

0,644

0,617

0,567

0,472

0,367

0,317

 XS, м

0,131

0,214

0,264

0,286

0,283

0,269

0,253

0,244

0,200

0,150

0,114

0,103

YS, м

0,211

0,297

0,333

0,344

0,342

0,331

0,322

0,308

0,283

0,236

0,183

0,158

Методом графического дифференцирования строим диаграмму аналогов скоростей. Определяем её масштаб

и получаем следующие величины аналогов скоростей

Величина

Положение

0,5

1,5

2,5

3,5

4,5

5,5

6,5

7,5

8,5

9,5

10,5

11,5

(XE)φ, м

0,318

0,191

0,085

-0,011

-0,053

-0,064

-0,032

-0,170

-0,191

-0,138

-0,042

0,106

(YE)φ, м

0,329

0,138

0,042

-0,011

-0,042

-0,032

-0,053

-0,095

-0,180

-0,202

-0,095

0,202

(XS)φ, м

0,159

0,095

0,042

-0,005

-0,027

-0,032

-0,016

-0,085

-0,095

-0,069

-0,021

0,053

(YS)φ, м

0,164

0,069

0,021

-0,005

-0,021

-0,016

-0,027

-0,048

-0,090

-0,101

-0,048

0,101

Определим по формуле

приведенный момент инерции сначала для каждого звена в отдельности, а затем  суммарный момент инерции:

Величина

Положение

0,5

1,5

2,5

3,5

4,5

5,5

6,5

7,5

8,5

9,5

10,5

11,5

IEx, кг м2 

30,40

10,94

2,16

0,03

4,00

1,22

0,30

8,65

10,94

5,71

0,54

3,38

IЕy, кг м2 

32,46

5,71

0,54

0,03

0,54

0,30

0,84

2,74

9,76

12,19

2,74

12,19

IΣE, кг м2 

62,85

16,65

2,70

0,07

4,54

1,52

1,15

11,38

20,70

17,90

3,28

15,57

ISx, кг м2 

5,07

1,82

0,36

0,01

4,00

0,20

0,05

1,44

1,82

0,95

0,09

0,56

ISy, кг м2 

5,41

0,95

0,09

0,01

0,09

0,05

0,14

0,46

1,63

2,03

0,46

2,03

IΣ, кг м2 

73,33

19,43

3,15

0,08

8,63

1,77

1,34

13,28

24,15

20,88

3,82

18,16

Продифференцируем приведенный момент инерции. Определяем  масштаб диаграммы

Величина

Положение

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

(IE)φ, Н м2 /рад

90,3

-88,2

-26,6

-5,0

8,5

-5,8

-0,7

19,5

17,8

-5,4

-27,9

23,5

(IΣ)’φ, Н м2 /рад

105,4

-102,9

-31,1

-5,9

16,3

-13,1

-0,8

22,8

20,8

-6,2

-32,6

27,4

Умножим полученные величины на 1/2 ωОА2= 50, чтобы получить следующую диаграмму:

Величина

Положение

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

1/2 ωОА2(IE)φ, Н м  

4515

-4412

-1332

-252

427

-288

-35

977

890

-268

-1396

1174

1/2 ωОА2(IΣ)’φ, H м  

5268

-5147

-1554

-293

817

-655

-41

1140

1038

-312

-1629

1370

Определим по формуле

приведенный момент сил сопротивления, учитывая, что на рабочем ходу рабочий момент Qр=10кН, на холостом Qр=0,5 кН. Принимаем за холостой ход движение механизма от одиннадцатого положения до третьего, рабочий от третьего до одиннадцатого.

Величина

Положение

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

МПСy, Н м

-103

-97

-35

-38

-139

-179

-181

-300

-550

-770

-641

-266

МПСx, Н м

-87

-55

-31

-86

-457

-570

-290

-1557

-1751

-1260

-371

-39

МПС, Н м

-225

-112

-46

-148

-673

-712

-510

-1938

-2471

-2080

-834

-108

По зависимости

определим диаграмму движущего момента

Величина

Положение

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

МЕ, Н м

1010

-435

-940

-225

20

71

198

402

85

-150

-275

501

МΣ, Н м

316

-235

-313

-50

-4

14,5

40

84

70

-10

-120

190

Находим значение коэффициента неравномерности движения методом графического интегрирования по формуле

Величина

Положение

0,5

1,5

2,5

3,5

4,5

5,5

6,5

7,5

8,5

9,5

10,5

11,5

ВE, Н м 

4674

8754

9123

9133

9203

9206

9210

9568

10022

10078

10202

10657

ВΣ, Н м

6470

11903

12380

12389

12718

12719

12790

14014

16318

17163

17169

17911


Силовой расчёт механизма

Необходимо при заданных нагрузках и массах действующих на механизм определить усилие в точке Е. Основная расчетная формула

Определим все компоненты входящие в это выражение

На втором листе по полученным данным строим первую диаграмму

Величина

Положение

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

0,5 ОЕ sin φ

0,2204

0,2955

0,3370

0,3399

0,3370

0,3341

0,3248

0,3109

0,2830

0,2410

0,1931

0,1644

Для построения диаграммы сил инерции звеньев необходимо методом графического дифференцирования построить диаграмму аналогов ускорений

Величина

Положение

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

 aEx, м2

4,05

-2,43

-2,03

-1,82

-0,81

-0,20

0,61

-2,63

-0,41

1,01

1,82

2,84

 aSx, м/с2

2,03

-1,22

-1,01

-0,91

-0,41

-0,10

0,30

-1,32

-0,20

0,51

0,91

1,42

МEx, Н м

1216

-730

-608

-547

-243

-61

182

-790

-122

304

547

851

МSx, Н м

405

-243

-203

-182

-81

-20

61

-263

-41

101

182

284

Построим на диаграмме правую часть уравнения:

Величина

Положение

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

A, Н м

-58,6

22

53

36,1

13,2

11

10,5

8,9

13,9

-6,8

-30,3

-50,95

Построим на диаграмме левую часть уравнения

Величина

Положение

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

b

2,049

2,087

2,114

2,116

2,114

2,112

2,105

2,097

2,080

2,058

2,037

2,027

На последней диаграмме строим проекцию реакции на ось X в кинематической паре в точке E

Величина

Положение

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

RX, Н

-28,7

9,45

25,1

17

6,5

5,35

5,05

4,4

6,75

-3

-14,9

-28,7


Заключение

После проведенного динамического и силового расчета данного механизма можно сделать выводы о различных методах расчета и точностью, полученных с помощью них данных.

Графический, аналитический и смешанный (графическо-аналитический) метод несколько отличаются друг от друга рядом параметров. Во-первых, при применении аналитического метода вычисления, точность полученных значений более высокая, чем при применении других методов, но графический метод наиболее нагляден и не требует трудоемких вычислений. Во-вторых, при применении смешанного метода получения данных мы получаем неплохую точность вычислений и более «понятную» последовательность действий, чем в чисто аналитическом методе. В-третьих, в зависимости от требуемой точности получаемых данных на различных этапах выполнения данной работы, мы применяли различные методы вычисления, что дало, в конечном счете, довольно неплохие результаты.

В заключении можно сказать, что проделанная мной работа помогла лучше понять особенности взаимодействия различных звеньев механизмов, а также изменение их силовых и динамических параметров.


Список литературы

  1.  Артоболевский И.И. Теория машин и механизмов. М: Наука, 1988.
  2.  Соколовский В. И. Динамический анализ и синтез механизмов. Свердловск, 1979.
  3.  Соколовский В. И. Кинематический анализ и синтез механизмов. Свердловск, 1979.
  4.  Теория машин и механизмов. Методические указания по выполнению курсового проекта, часть 1,2. Свердловск, 1978.

7


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

24715. Токовая направленная защита нулевой последовательности. Выбор уставок 127 KB
  Выдержки времени на защитах НТЗ НП действующих при одном направлении мощности выбираются по ступенчатому принципу. Здесь КАО пускового реле реагирующего на появление КЗ на землю KW0 реле направления мощности реле времени КТ. Отсечки НП выполняются направленными и ненаправленными мгновенными и с выдержкой времени. Схема отсечки с выдержкой времени выполняется так же как и для МТЗ НП рис.
24716. Защита от однофазных замыканий на землю в сети с изолированной нейтралью 118 KB
  Защита от однофазных замыканий на землю в сети с изолированной нейтралью. С изолированной нейтралью работают сети напряжением 635 кВ. Однофазное замыкание в сети с изолированной нейтралью не сопровождается появлением больших токов КЗ т. ток замыкается на землю через очень большие сопротивления емкостей фаз сети.
24717. Токовая поперечная дифференциальная защита линий 165 KB
  Токовая поперечная дифференциальная РЗ предназначена для параллельных ЛЭП с общим выключателем. При одностороннем питании параллельных ЛЭП РЗ устанавливается только со стороны источника питания а в сети с двусторонним питанием с обеих сторон параллельных ЛЭП. На одноименных фазах каждой ЛЭП устанавливаются ТТ с одинаковым коэффициентом трансформации. В действительности в реле протекает ток небаланса IНБ вызванный погрешностью ТТ и некоторым различием первичных токовобусловленным неточным равенством сопротивлений ЛЭП.
24718. Защита электродвигателей от перегрузок и замыканий на землю 146.5 KB
  Защита с тепловым реле. Лучше других могут обеспечить характеристику приближающуюся к перегрузочной характеристике электродвигателя тепловые реле которые реагируют на количество тепла Q выделенного в сопротивлении его нагревательного элемента. Тепловые реле выполняются на принципе использования различия в коэффициенте линейного расширения различных металлов под влиянием нагревания. Основой такого теплового реле является биметаллическая пластина 1 рис.
24719. ДИСТАНЦИОННАЯ ЗАЩИТА ЛИНИЙ 160.5 KB
  В качестве ДО используются реле сопротивления PC реагирующие на полное реактивное или активное сопротивление поврежденного участка ЛЭП Z X R. Сопротивление фазы ЛЭП от места установки реле Р до места КЗ точки К пропорционально длине этого участка lРK . Наибольшее значение Zp при котором PC срабатывает называется сопротивлением срабатывания реле Для обеспечения селективности в сетях сложной конфигурации на ЛЭП с двусторонним питанием ДЗ необходимо выполнять направленными действующими при направлении мощности КЗ от шин в...
24720. Малая группа 44 KB
  Цели: овладение знаниями по таким вопросам как определение малой группы и ее границы классификация малых групп социальнопсихологические характеристики малой группы. Ключевые понятия: малая группа команда организованные спонтанные группы открытые закрытые группы группы членства и референтные группы коллектив структура и развитие малой группы социометрия лидерство групповые нормы конформность групповая сплоченность. Минимальный размер малой группы 2 чел. Количественные признаки малой группы ее нижние и верхние границы ...
24721. Характер 42 KB
  Задачи: определение понятия характер структуры характера его черт взаимосвязи с темпераментом. Ключевые понятия: характер отношение волевые интеллектуальные эмоциональные качества темперамент структура характера черты характера потребности установки интересы акцентуации характера. Структура характера свойства характера зависящие друг от друга связанные друг с другом и образующие целостную организацию. В структуре характера выделяют 2 группы черт: к 1 группе относятся черты выражающие направленность личности устойчивые...
24722. Сознание 44 KB
  Задачи: определение понятия сознание функции сознания слои сознания по Зинченко В. психические состояния человека состояния сознания. Ключевые понятия: понятие сознание слои сознания функции сознания психические состояния человека: определение измерения характеристики виды; состояния сознания. Слои сознания по Зинченко В.
24723. Я-ОБРАЗ 52.5 KB
  Общение с собой: Начало психологии активности. Основы общей психологии. Элементы практической психологии.