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

34714. Валовой внутренний продукт. Методы исчисления ВВП 17.16 KB
  Методы исчисления ВВП. Чтобы ответить на вопрос как идут дела в экономике страны ежегодно вычисляется показатель валового внутреннего продукта ВВП. Прежде чем сформулировать понятие ВВП определим что такое конечный продукт. Валовой внутренний продукт ВВП – это общая стоимость или сумма рыночных цен всех конечных товаров и услуг произведенных в данной стране в течение года.
34715. Валовой национальный продукт. Чистый национальный продукт и национальный доход 14.63 KB
  Однако существует еще один показатель – валовой национальный продукт ВНП. Выясним что представляет собой ВНП и чем он отличается от ВВП. Когда мы будем исчислять ВНП России то наоборот включим в общую сумму доходы созданные за пределами России. долларов созданы иностранным капиталом на территории нашей страны а значит включаются в ВВП России а в ВНП – нет.
34716. Государственный бюджет. Номинальный и реальный валовой внутренний продукт 17.59 KB
  Валовой внутренний продукт ВВП – это общая стоимость или сумма рыночных цен всех конечных товаров и услуг произведенных в данной стране в течение года. Показатель номинального ВВП зависит и от количества производимых в стране товаров и услуг и от уровня цен на них. Следовательно если ВВП произведенный в разные годы выражать в ценах того года в который он производился то в одном году его объем будет выражен в одних ценах в другом году – в других. Поэтому номинальный ВВП не может служить для оценки роста или сокращения реального...
34717. Теория Маслоу. Виды благ. Факторы производства. Безграничность потребностей и ограниченность ресурсов 32.36 KB
  Он выделял пять групп потребностей: физиологические потребности в пище воде одежде жилье отдыхе воспроизведении рода; потребности в безопасности защита от преступников и внешних врагов защита от нищеты и помощь при болезнях комфорт постоянство условий жизни; социальные потребности в любви дружбе общении с людьми; потребности в уважении со стороны других людей и самоуважении достижение успеха служебный рост; потребности в самореализации реализация своих целей способностей развитие собственной личности. По...
34718. История развития метрологии в России 23.6 KB
  Метрология в древнем мире и в средние векаПотребность в измерениях возникла в незапамятные времена.Многие меры имели антропометрическое происхождение или были связаны с конкретной трудовой деятельностью человека.Древнее происхождение имеют и естественные меры. Первыми из них получившими повсеместное распространение стали меры времени.
34719. Античная система мер и весов 20.09 KB
  Первоначально видимо возникли меры длины. Меры длины палец 185 см 1 12 целого 246 см ладонь 739 см ступня 2962 см локоть 463 см двойной шаг 148 м день пути 28 725 м Меры площади югер 25233 м 10 000 квадратных футов 876 м арура 50 квадратных футов 438 м Меры объёма Котила античная единица измерения ёмкости равная 0275 литра. Хус античная единица измерения ёмкости равная 324 литра Меры объёма сыпучих тел медимн четверик 525 л модий четверик 874 л Меры объёма жидких тел метрет...
34720. Основные особенности развития системы мер в средневековой Западной Европе 19.29 KB
  Характерной чертой ее было понятие целого s базовой единицы измерения. Такой принцип унифицировал способы измерения облегчал установление соответствий между линейными квадратными и кубическими мерами. Для измерения больших земельных массивов применялись такие меры как центурии 200 югеров 50377 га и сальтус 4 центурии или 2015 га. Меры измерения объема жидких и сыпучих тел исчислялись несколько поиному.
34721. Меры веса и объема Древнерусского государства 15.12 KB
  Меры веса были очень разнообразны т. Равнялся 10 пудам1638 кг Пуд был наиболее ходовой мерой и равнялся 1638 кг Гривна употреблялась и как мера веса и как денежная единицаслиток серебра весом 400г Гривна весоваяпримерно 40 г серебра Меры объёма: основная мера объёма жидкостей была ведро= 1 40 бочки=10 кружек. Бочка как мера жидкостей применялась в основном в процессе торговли с иностранцами которым запрещалось вести розничную торговлю вином на малые меры.
34722. Измерение длины, расстояния и площади Древнерусского государства 15.32 KB
  существовало 3 вида сажени: Простаярасстояние по прямой между большими пальцами вытянутых в стороны рук=152см Маховаярасстояние по прямой между средними пальцами вытянутых в стороны рук=176см Косаярасстояние от ступни до конца пальцев противоположной руки вытянутой по диагонали. Следующей мерой длины был локотьрасстояние по прямой от локтевого сгиба до конца вытянутого среднего пальца4751см или одна треть сажени.это расстояние между концами вытянутых пальцев по прямой 1 8 сажени. Пядь малая 1819смрасстояние между большим пальцем и...