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

2758. Первоначальные действия по факту пожара 372.67 KB
  Изложены основные вопросы квалификации правонарушений, связанных с пожарами, проведения проверки заявлений и сообщений о происшествиях такого рода, производства по ним неотложных следственных действий. Учтены происшедшие изменения в законодательстве...
2759. Экономическая диагностика предприятия 176.37 KB
  Содержатся теоретические основы, методика и алгоритм диагностики экономического состояния предприятия по данным бухгалтерской отчетности. Приведены формулы для расчета показателей и учета факторов, влияющих на их значения, формы для представления ис...
2760. Рейтинговая оценка финансового состояния, рентабельности и деловой активности предприятия 4.51 MB
  Изучение явлений природы и общественной жизни невозможно без анализа. Сам термин анализ происходит от греческого слова analysis, что в переводе означает разделяю, расчленяю. Понятие о экономическом анализе и его содержание
2761. Автомобильные эксплуатационные материалы 1.5 MB
  Изложены вопросы получения автомобильных топлив, их применение в двигателях внутреннего сгорания. Рассмотрены альтернативные виды топлива, как аналогичные нефтяным, так и отличные от них. Для студентов и преподавателей кафедр, изучающих эксплуатацию автомобильной техники, а также для инженерно-технических работников автотранспортных и авторемонтных предприятий.
2762. Производство алюминия и магния 2.85 MB
  В рамках лабораторного практикума изложены вопросы теории и технологии производства легких металлов на примере наиболее востребованных из них – алюминия и магния. Уделяется внимание знакомству с традиционными способами получения легких металлов...
2763. Административное право России 470.86 KB
  Административное право России является одной из наиболее многогранных и сложных отраслей российского права. Сложность освоения учебного материала по дисциплине Административное право России обусловлена следующими основными фактами: во-первых, адми...
2764. Детали машин. Контрольные задания. Примеры решения 1.26 MB
  Данные методические указания и контрольные задания составлены в полном соответствии с программами курсов Детали машин, Детали машин и основы конструирования и Детали машин и подъемно-транспортные устройства и предназначены студентам всех специальностей заочного факультета, для которых по учебному плану предусмотрены такие курсы.
2765. Анализ наилучшего и наиболее эффективного использования земельного участка в калининском районе Санкт-Петербурга 6.82 MB
  Целью реализации анализируемого проекта является расширение действующего объекта коммерческой недвижимости, повышение его потребительских свойств и конкурентоспособности для увеличения доходов от эксплуатации объекта. Проект предполагает реконструкц...
2766. Проектирование сварных конструкций 2.93 MB
  Конструкции сварные и их проектирование как учебная дисциплина имеет свои задачи - системное формирование у студентов знаний и общих представлений о современном состоянии теоретических основ проектирования сварных конструкций, методах расчета и проектирования сварных конструкций.