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

5 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

5553. Опека и попечительство в гражданском праве 150.5 KB
  Введение Во всяком обществе могут оказаться лица, имеющие права (правоспособные), но не обладающие достаточной степенью разумения и зрелостью воли для самостоятельного управления своими делами (недееспособные). Таковы - несовершеннолетние и без...
5554. Общие основы педагогики 759.69 KB
  Общие основы педагогики Введение Дисциплина Общие основы педагогики представляет собой пропедевтический курс, предваряющий изучение ряда дисциплин предметной подготовки (ДПП) и общепрофессиональных дисциплин (ОПД), которые входят в основную образо...
5555. Расчет ректификационных установок. Теплообмен и технологическая схема установки 1.25 MB
  Введение Одним из наиболее распространенных методов разделения жидких однородных смесей, состоящих из двух или большего числа компонентов, является перегонка (дистилляция и ректификация). Перегонка представляет собой процесс, включающий частичное ис...
5556. Анализ производительности труда механо-сборочного цеха №3 (цех 184) ФГУП ПО Уралвагонзавод и определение резервов ее повышения 349.5 KB
  Введение Одним из самых наглядных и объективных показателей, определяющих рациональность использования имеющихся на предприятии кадровых ресурсов, является производительность труда. Производительность труда измеряется количеством продукции, произвед...
5557. Спроектировать одноступенчатый горизонтальный цилиндрический косозубый редуктор и клиноременную передачу для привода к ленточному конвейеру 1.14 MB
  Задание на проектирование Спроектировать одноступенчатый горизонтальный цилиндрический косозубый редуктор и клиноременную передачу для привода к ленточному конвейеру. Мощность на ведомом валу: P=12кВт Частота вращения ведомого вала: n2=400м...
5558. Организационная структура ОАО ЭМСС. Товарооборот и технические характеристики предприятия 479.5 KB
  Данный отчет освещает следующие темы: организационная структура ОАО ЭМСС, а также основные виды товаров и услуг, которые предоставляются предприятием организационная структура и задачи отдела главного технолога использо...
5559. Расчет фундаментов мелкого заложения и свайных фундаментов по I и II группе предельных состояний 742.58 KB
  Аннотация Приведены примеры расчета фундаментов мелкого заложения и свайных фундаментов по I и II группе предельных состояний. Рассмотрены примеры конструирования свайных ростверков, ленточных и столбчатых фундаментов. Методические указания предназн...
5560. Неопределенность измерения и ее отражение в описании результатов 218 KB
  Неопределенность измерения и ее отражение в описании результатов История вопроса В 1978 г. наивысший мировой авторитет в метрологии - Международный комитет мер и весов (МКМВ) обратился к Международному бюро мер и весов (МБМВ) с просьбой рассмот...
5561. Проектирование основных узлов тележки мостового крана 309.5 KB
  Исходные данные: Грузоподъемность G=50 кН Скорость подъема груза VG=20 м/мин Высота подъема груза Н=5 м Скорость перемещения тележки v=25 м/мин ПВ=15% Режим работы - М2; Кратность полиспаста - 4...