Теория машин и механизмов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Машиностроение призвано обеспечить производственным оборудованием ключевые сектора экономики и в первую очередь обрабатывающие отрасли промышленности и тем самым определяет состояние производственного потенциала нашей страны. От уровня развития машиностроения зависят материалоёмкость, энергоёмкость валового внутреннего продукта, производительность труда, промышленная безопасность и обороноспособность государства.

Роль и значение машиностроения определяется, прежде всего, тем, что это базовая отрасль экономики страны, тесно взаимосвязанная с ведущими отраслями экономики и обеспечивающая их устойчивое функционирование, наполнение потребительского рынка, и являющаяся основой развития технологического ядра промышленности.

Таким образом, роль и значение машиностроительного комплекса в социально-экономическом развитии страны на данном этапе невозможно переоценить. Однако особое, определяющее значение машиностроение приобретает в свете перспектив социально-экономического развития страны.

Машиностроение, как системообразующая отрасль отечественной экономики, определяющая уровень производственного и кадрового потенциалов страны, обороноспособности государства, а также устойчивого функционирования всех отраслей промышленности, является главным плацдармом подъема экономики России и придания ей инновационного характера.

От развития машиностроения во многом зависит - сможет ли Россия занять ведущее место среди государств, обладающих высокотехнологичной промышленностью и производящих продукцию, конкурентоспособную на мировых рынках, или превратится в сырьевой придаток экономик развитых стран мира.

В изложенном контексте опережающее развитие машиностроения является, в конечном счете, основным источником инновационного развития и дальнейшего экономического роста страны, повышения эффективности и производительности общественного труда и роста благосостояния населения. Поэтому нужно всеми силами стремиться сделать данную отрасль процветающей, чтобы она смогла достичь пика развития. В итоге в нашей стране должна быть не только хорошая оборонная техника, но и техника для сельского хозяйства, оборудование для предприятий, а также техника отечественного автопрома.



1. Динамический синтез шарнирно-рычажного механизма пресса по коэффициенту неравномерности хода

пресс шарнирный машиностроение рычажный

1.1 Определение недостающих размеров кинематической схемы

H5= 250 мм Ш3 = 38 ?lCD/lCE = 0,85 l4 = 400 мм a = 120 мм b = 360 мм m2 = 45 кг m3 = 35 кг m5 = 55 кг F = 5 кН д = 0,07

Рис.1 n1 = 90 мин-1 1 - кривошип; 2, 4 - шатун; 3 - кулиса; 5 - ползун; 6 - стойка. m4 = m2 IS4 = 1,5 кг?м2

Зная частоту вращения первого звена, можно определить угловую скорость щ1:

щ1 = р n1/30 = р ? 90/30 = 9,42 с-1

Определение недостающих звеньев механизма:

Длина кулисы lCE = l3 = = 383,9 мм = 0,3839 м

Из отношения = 0,85 определим lСD = 0,85 ? lCE = 326,3 мм = 0,326 м

Длина кривошипа l1 =

Длина шатуна 2 - l2 =

AD1 =

AD2 =

lAC = l6 = = 379,49 мм = 0,379 м

Из треугольника ACD1 определяем lAD1

Из треугольника ADC2 - lAD2.

Найдем угол б: tg б =a/b = 120/360 = 0,3 = 1/3

б = 0,26 = 14,9 ?

г2 = 90 - б - ш3/2 = 90 - 14,9 - 19 = 56,5 ?

г1 = г2 + ш3 = 56,5 +38 = 94,5 ?



Рис. 2

Подставляем полученные значения в выше написанные формулы:

AD1 = = 519,5 мм = 0,519 м

AD2 = = 338 мм = 0,338 м

l1 = = 90,75 мм = 0,09 м

l2 = = 428,75 мм = 0,428 м.

1.2 Структурный анализ механизма

Структурная схема механизма (Рис.3)

Механизм состоит из следующих звеньев: 1 - кривошип; 2,4 - шатун; 3 - кулиса; 5 - ползун; 6 - стойка.

В механизме пять подвижных звеньев, т.е. n = 5.

Звенья механизма образуют следующие кинематические пары:

А16, В12,С36, D23, E34, L45 - вращательные кинематические пары;

L56 - поступательная кинематическая пара.

Все кинематические пары являются парами пятого класса. Таким образом, р5 = 7 и р4 = 0.

Буквой S на механизме указан центр тяжести звена. Входным звеном механизма является кривошип 1.

Определение степени подвижности механизма.

Степень подвижности механизма равна (при n = 5; р5 = 7; p4= 0)

W = 3n - 2p5 - p4 = 3?5 - 2?7 =1

Разбивка механизма на структурные группы.

Структурные группы отсоединяют от механизма, начиная с самой удаленной группы от входного звена. Количество звеньев в структурной группе должно быть четным. Кроме того, после отсоединения каждой структурной группы остальные звенья должны образовывать между собой кинематические пары. Оставшаяся часть механизма должна обладать такой же степенью подвижности, как и исходный механизм.

Структурная группа 4 - 5 состоит из двух звеньев, т. е. n=2 (рис. 3.1). Звенья данной группы после присоединения к основному механизму будут входить в состав трех кинематических пар (L56, L45, E34), т. е. p5 = 3. Степень подвижности структурной группы 4 - 5 равна W = 3 • 2 ? 2 • 3 = 0. Структурная группа 4 - 5 является группой II класса. Степень подвижности оставшейся части механизма (рис. 3.1 б) равна W = 3 • 3 ? 2 • 4 = 1.



Рис. 3. Разбивка механизма: а) структурная группа 4-5; б) оставшаяся часть механизма

Структурная группа 2 - 3 состоит из двух звеньев, т. е. n=2 (рис. 3.2 а). Звенья данной группы после присоединения к основному механизму будут входить в состав трех кинематических пар (D23, B12, C36), т. е. p5 = 3. Степень подвижности структурной группы 2 - 3 равна W = 3 • 2 ? 2 • 3 = 0. Структурная группа 2 - 3 является группой II класса. Степень подвижности оставшейся части механизма (рис. 3.2 б) равна W = 3 • 1 ? 2 • 1 = 1. Входное звено со стойкой является механизмом I класса.



Рис 3.2. Разбивка механизма: а) структурная группа 2-3; б) механизм I класса

Структурную формулу механизма (рис. 2) записывают следующим образом

I (1, 6) > II (2, 3) > II (4, 5).

Таким образом, шарнирно-рычажный механизм (рис. 3) является механизмом II класса.



2. Кинематический анализ механизма

2.1 Определение скоростей заданных точек и угловых скоростей звеньев

Планом скоростей называют чертеж, на котором изображены в виде отрезков векторы, равные по модулю и направлению скоростям различных точек звеньев механизма в данный момент. План скоростей является совокупностью нескольких планов для отдельных звеньев.

При построении плана скоростей пользуются правилами из теоретической механики. Скорость любой точки тела равна сумме скоростей переносного поступательного движения вместе с выбранным полюсом и относительного вращательного движения вокруг полюса.

В результате построения планов получим не только величины, но и направления скоростей и ускорений заданных точек.

Сначала определим линейную скорость точки В при 1-м положении, при ц1 = 0 ? :

VB1 = щ1 ? l1 = 9,42 ? 0,09 = 0,8478 ? 0,85 м/с

Также нужно учесть, что во всех 12-ти положениях скорость VB1 будет одинаковой.

Определим линейную скорость VD:

VD = VB + VDB

VD = VC + VDC

Зная направления действия скорости, строим план скоростей. Предварительно выбираем длину отрезка, соответствующего скорости VB1, который откладывается от полюса скорости в направлении VB1.

При построении всех планов скоростей длина отрезка, соответствующего скорости VB1, отложенного от полюса, равняется 50 мм.

Найдем масштаб скорости мv = .

мv = 0,8478/50 = 0,017 .

Узнав масштаб, можно найти скорость в точке D, которая будет равна скорости DC:

VD = VDC = мv |pvd| = 0,017 ? 50 = 0,85 м/с

Скорость шатуна 2 - VDB = мv |db| = 0,017 ? 2,3 = 0,039 м/с

Для определения длины отрезка ec на плане скоростей нужно воспользоваться пропорцией , откуда:

ec = = = 58,9 мм

Скорость ползуна L - VL = мv |pvl| = 0,017 ? 59 = 1,003 м/с

Скорость шатуна 4 - VLE = мv |e l| = 0,017 ? 3 = 0,051 м/с

Скорость точки Е - VE = мv |pve| = 0,017 ? 58,8 = 1 м/с

Таким же образом посчитаем скорости центров тяжести.

Скорость центра тяжести шатуна 2 - S2 :

VS2 = мv |pvS2| = 0,017 ? 51 = 0,867 м/с

Скорость центра тяжесть кулисы - S3:

VS3 = мv |pvS3| = 0,017 ? 29,45 = 0,5 м/с.

Скорость центра тяжести шатуна 4 - S4: 

VS4 = мv |pvS4| = 0,017 ? 59 = 1,003 м/с.

Построив планы скоростей, получим следующие результаты (таблица 1):

Таблица 1 - Линейные скорости

	VB	VDB	VDC	VLE	VL	VE
0	0,85	0,039	0,85	0,051	0,986	1
30	0,85	0,476	1,112	0,17	1,343	1,309
60	0,85	1,241	1,054	0,442	1,292	1,24
90	0,85	1,05	0,323	0,204	0,663	0,38
120	0,85	0,587	0,374	0,255	0,527	0,44
150	0,85	0,17	0,765	0,39	0,782	0,9
180	0,85	0,289	0,901	0,034	1,088	1,06
210	0,85	0,527	0,8	0,13	1,13	0,94
240	0,85	0,714	0,595	0,085	0,68	0,7
270	0,85	0,85	0,306	0,068	0,34	0,46
300	0,85	0,85	0	0	0	0
330	0,85	0,629	0,374	0,085	0,408	0,44

Внесем в таблицу посчитанные для всех двенадцати положений скорости центров тяжести (таблица 2):

Таблица 2 - Линейные скорости центров тяжести

	0	30	60	90	120	150	180	210	240	270	300	330
VS2	0,867	0,952	0,748	0,357	0,56	0,816	0,867	0,765	0,646	0,476	0,425	0,578
VS3	0,5	0,659	0,62	0,19	0,22	0,45	0,53	0,47	0,35	0,18	0	0,22
VS4	1,003	1,326	1,241	0,374	0,476	0,9	1,054	1,105	0,68	0,357	0	0,425

Найдем угловые скорости.

Угловая скорость шатуна 2: щ2 = VDB / l2 = 0,039/0,428 = 0,091 с-1.

Полученные таким же образом результаты угловых скоростей других звеньев при других положениях внесем в таблицу 3.



Таблица 3 - Угловые скорости

	щ1	щ2	щ3	щ4
0	9,42	0,091	2,214	0,13
30	9,42	1,112	2,923	0,425
60	9,42	2,899	2,745	1,105
90	9,42	2,443	0,84	0,51
120	9,42	1,37	0,974	0,64
150	9,42	0,397	1,993	0,975
180	9,42	0,675	2,347	0,085
210	9,42	1,231	2,08	0,319
240	9,42	1,668	1,55	0,21
270	9,42	1,986	0,797	0,17
300	9,42	1,986	0	0
330	9,42	1,47	0,97	0,21

2.2 Определение ускорений заданных точек и угловых ускорений звеньев

Определим ускорение точки В:

аВ1 = аВ2 = аВАn = щ12 ? l,

аВАn = 9,422 ? 0,09 = 7,98 м/с2.

Определим ускорение точки D:

aD = aB2 + аDB n+aDBф

aD = aC + аDC n+aDCф

аDB n = щ22 ? l2 = 0,0912 ? 0,428 = 0,0035 м/с2

аDC n = щ32 ? l3 = 2,2142 ? 0,3839 = 1,882 м/с2.

Определим ускорение ползуна L:

aL = aE + аLE n+aLEф aL= aL6 +aL5L6ф

аLE n = щ42 ? l4 = 0,132 ? 0,4 = 0,006 м/с2.

Для решения системы векторных уравнений необходимо построить план ускорений. Рассчитаем масштаб плана ускорений мa = :

мa = = 0,1596 .

Определим длины отрезков, которые будут соответствовать найденным нормальным ускорениям:

bn1 = = 0,0035/0,1596 = 0,02 мм

pan2 = = 1,882/0,1596 = 11,79 мм

еn4 = = 0,006/0,1596 = 0,04 мм.

Найдем касательное ускорение звена DB:

aDBф = мa ?|dn1| = 0,1596 ? 73 = 11,65 м/с2;

касательное ускорение DC:

aDCф = мa ?|dn2| = 0,1506 ? 45 = 7,182 м/с2;

касательное ускорение LE:

aLEф = мa ?|dn1| = 0,1596 ? 8 = 1,28 м/с2.

Далее найдем ускорение точки Е:

для начала нужно найти ес с помощью пропорции



DC/dc = EC/ec, ec = = = 54,12 мм.

aE = мa ?|pae| = 0,1596 ? 54,12 = 8.64 м/с2;

точки D:aD= мa ?|pad| = 0,1596 ? 46 = 7,34 м/с2;

точки L:aL= мa ?|pal| = 0,1596 ? 56 = 8,94 м/с2 .

Линейные ускорения центров тяжести 2 и 3 звена:

aS2= мa ?|paS2| = 0,1596 ? 32 = 5,1 м/с2;

aS3= мa ?|paS3| = 0,1596 ? 27 = 4,31 м/с2.

Построив планы ускорений, получим следующие результаты (таблица 4):

Таблица 4 - Линейные ускорения

	0	30	60	90	120	150	180	210	240	270	300	330
аВА n	7,98	7,98	7,98	7,98	7,98	7,98	7,98	7,98	7,98	7,98	7,98	7,98
аDВ n	0,0035	0,53	3,6	2,98	0,8	0,27	0,195	0,65	0,975	1,69	1,69	0,67
аDC n	1,882	3,28	2,89	0,72	0,364	1,09	2,115	2,276	1,46	0,398	0	0.68
аLE n	0,006	0,04	0,49	0,12	0,16	0,13	0,003	0,04	0,026	0,026	0	0,009
aDBф	11,65	13,41	0,64	8,79	9,26	7,8	6,54	5,11	3,35	1,277	2,075	6,86
aDCф	7,182	4,79	10,85	15,16	11,8	5,11	0,96	2,7	5,426	5,9	6,7	7,34
aLEф	1,28	4,95	3,67	9,58	7,34	1,28	1,9	2,23	1,12	0,48	1,44	1,28
aE	8,64	6,38	12,6	17,65	13,7	6,19	2.4	3,57	6,2	6,95	7,88	8,64
aD	7,34	5,43	10,37	15	11,65	5,43	2,075	3,03	5,27	5,9	6,7	7,34
aL	8,94	5,9	12,61	18,5	14,84	6,22	1,12	3,19	6,38	6,7	7,5	8,3

Внесем в таблицу 5 результаты ускорений центров тяжести.

Таблица 5

	0	30	60	90	120	150	180	210	240	270	300	330
аS2	5,1	1,28	9,3	11,01	8,78	5,586	4,79	5,426	6,7	6,86	7,18	6,7
aS3	4,31	3,19	6,3	8,83	6,855	3,096	1,22	1,787	3,09	3,47	3,94	4,32



Найдем угловые ускорения:

е2 = = 11,65/0,428 = 27,22 с-2;

е3 = = 7,182/0,3263 = 22,01 с-2;

е4 = = 1,28/0,4 = 3,2 с-2.

Подобные расчеты проводим для оставшихся одиннадцати положений.

Получившиеся результаты занесем в таблицу 6:

Таблица 6 - Угловые ускорения

	0	30	60	90	120	150	180	210	240	270	300	330
е2	27,22	31,32	1,49	20,5	21,63	18,22	15,29	11,93	7,83	2,98	4,85	16,03
е3	22,01	14,67	33,3	46,47	36,16	15,65	1,28	7,07	16,63	18,1	20,53	19,12
е4	3,2	12,37	9,18	23,94	18,95	3,19	4,79	5,59	2,8	1,197	3,59	3,19



3. Силовой анализ шарнирно-рычажного механизма пресса

3.1 Определение инерционной нагрузки звеньев механизма

Силовой анализ проведем для самого нагруженного положения механизма, при котором угол ц1 = 120 ?, действует сила полезного сопротивления. и ускорения максимальны.

Для начала определим силы тяжести звеньев, которые потребуются для расчета реакций.

Gi = mi ? g

G2 = m2 ? g = 45 ? 9,8 = 441 Н

G3 = m3 ? g = 35 ? 9,8 = 343 Н

G4 = m4 ? g = 45 ? 9,8 = 441 Н

G5 = m5 ? g = 55 ? 9,8 = 539 Н

Звенья механизма, движущиеся с ускорением, отличным от ноля, приобретают силы инерции, которые нужно учитывать.

Данные силы находятся по формуле:

Fui = -mi ? aSi

Fu2 = |-m2 ? aS2| = 45 ? 8,78 = 395,1 Н

Fu3 =| -m3 ? aS3| = 35 ? 6,855 = 239,9 H

Fu4 = |-m4 ? aS4| = 45 ? 13,88 = 624,6 Н

Fu5 = |-m5 ? aL| = 55 ? 14,84 = 816,2 Н

Определяем момент сил инерции:

Миi = -еi ? JSi



Но для начала нужно для 2 и 3 звеньев определить моменты инерции по формуле для брусьев с прямоугольным сечением:

JS2 = = = 0,69 кг ? м2

JS3 = = = 0,43 кг ? м2

Ми2 = -е2 ? JS2 = -22,37 ? 0,69 = -15,4 Н ? м

Ми3 = -е3 ? JS3 = -36,16 ? 0,43 = -15,55 Н ? м

Ми4 = -е4 ? JS4 = -15,95 ? 1,5 = -23,9 Н ? м

3.2 Определение реакций кинематических парах механизма

Реакции в кинематических парах определяются методом планов сил. Анализ начнем с группы Ассура, наиболее отдаленной от начального звена, и закончим тем самым начальным звеном. Для каждой группы составим расчетную схему, а затем для принятой системы сил составим векторное уравнение. Графическим решением уравнения является план сил, построенный в соответствии с составленным уравнением. Все сила на плане представлены в масштабе. В результате такого решения находятся неизвестные реакции в кинематических парах.

Структурная группа 4,5

Чтобы результат получился более точным, нужно правильно составить расчетную схему. В данном случае необходимо точно указать положение центра тяжести звена. Для этого воспользуемся формулой

JS4 = + m4 ? d2 , где d - смещение центра тяжести.

d = = = 0.1414 м = 141,4 мм



Расчетная схема будет построена в масштабе мl = l4/ EL, где ЕL - длина отрезка на схеме (в данном случае 50 мм).

мl = 0,4/50 = 0,008 м/мм.

Моменты от сил инерции Ми2, Ми3, Ми4 представляем в виде пар сил (FB = FD), (FE = FC), (FL = FE), приложенных в соответствующих точках.

Сумма всех сил, действующих на звенья 4 и 5 равна нолю:

УML = Fu4 ? h4 + R43 ф ? EL - FE ? EL - G4 ? hg4 = 0

FE = Ми4/l4 = -23,9/0,4 = - 59,75 Н

R43 ф = (-Fu4 ? h4 + FE ? EL + G4 ? hg4)/ EL = (-624,6 ? 3 - 59,75 ? 5 + 441 ? 5)/50 = 0,65 Н.

Для того чтобы найти R43n и R05, составим векторное уравнение:

УFi = Fпс + Fu5 + Fu4 + G4 + G5 + R43 ф + R43 n + R05 = 0.

Построение плана сил по данному уравнению начинается с произвольной точки, от которой откладываются известные величины сил в любом порядке. Когда замыкаем получившийся многоугольник сил, то получим направление сил R43n и R05.

Масштаб можно найти, зная наибольшую силу, деленную на отрезок, соответствующий этой силе на плане.

мF = Fпс/100 = 5000/100 = 50 Н/мм

Для построения плана также нужно рассчитать длины отрезков, соответствующих определенной силе:

|23| = Fu5/ мF = 816,2/50 = 16,324 мм

|34| = Fu4/ мF = 624,6/50 = 12,492 мм

|45| = G4 / мF = 441/50 = 8,82 мм

|56| = G5 / мF = 539/50 = 10,78 мм

|67| = R43 ф / мF = 0,65/50 = 0,013 мм

Через масштабный коэффициент мF полученные отрезки плана сил пересчитываются в реальные значения.

R43n = мF ? | R43n| = 50 ? 112,7 = 5635 Н

R05 = мF ? | R05| = 50 ? 46 = 2300 Н

Структурная группа (2,3)

Для построения расчетной схемы используем тот же масштаб мl = 0,008 м/мм.

Чтобы решить уравнения, нужно найти силы FD, FB, FE, FC:

FD = Ми2/l2 = 15,4 / 0,428 = 40 H

FB = Ми3/l3 = -15,4/0,3839 = - 40 H

FE = Ми3/l3 = - 15,55/0,3839 = -40,5 H

FC = FE

Сначала найдем сумму всех сил, действующих на третье звено относительно точки D, равную нолю:

Из этого уравнения выразим R30 ф :



Далее составляем уравнение суммы всех сил, действующих на второе звено относительно точки D:

Из этого уравнения выражаем неизвестную реакцию R21 ф :

Составим векторное уравнение:

УFi = R34 + G3+Fu3 + G2 + Fu2 + R21 ф + R30 ф +R30 n + R21 n = 0.

Построение плана сил выполним в масштабе

мF = R34/100 = 5600/100 = 56 Н/мм

Также для построения силового многоугольника рассчитаем длины отрезков, которые будут соответствовать силам.



|23| = G3/ мF = 343/56 = 6,125 мм

|34| = Fu3/ мF = 239,9/56 = 4,3 мм

|45| = G2/ мF = 441/56 = 7,9 мм

|56| = Fu2/ мF = 395,1/56 = 7 мм

|67| = R21 ф / мF = 141,67/56= 2,53 мм

|78| = R30 ф / мF = 1117,9/56 = 19,96 м

После построения многоугольника определим действительные значения реакций через масштаб:

R30 n = | R30 n | мF = 97 ? 56 = 5432 H

R21 n = | R21 n | мF = 152 ? 56 = 8542 H.

Силовой анализ ведущего звена

Определим уравновешивающий момент Му и уравновешивающую силу Fу. Для определения Му составим уравнение моментов относительно точки А.

R12 + R21 = 0

R21 = - R12

УMА = - Fу ? АВ - R12 ? h7 = 0

Fу = (R12 ? h7)/АВ = 8542 ? 1/20 = 427,1 Н.

Составляем векторное уравнение:

УFi = Fу + R12 + R10 = 0.

Для построения плана сил используем масштаб мF = R12/50 = 8542/50 = 170,84 Н/мм

Отрезок, соответствующий уравновешивающей силе Fу, будет равен:

|23| = Fу/ мF =427,1/170,84 = 2,5 мм.

После построения многоугольника, можно вычислить действительное значение искомой реакции R10.

R10 = мF | R10 | = 170,84 ?59 = 10079,56 H.

3.3 Построение рычага Жуковского

Определим уравновешивающий момент силы с помощь рычага Жуковского:

УMPv(Fi) = Fy ?cb - FB?h1 - Fu3? h3 - Fu2? h4 - Fu4? h5 - Fu5? cl+ G3? h8 + G2? h6 + G4? h7 + G5? cl -

- FE ? ec - Fпс? cl + FD ? h2 = 0

Определим процент расхождения:

Д = ? 100% = ? 100% = 570,7%

Процент расхождения получился большой, потому что была взята сила полезного действия Fпс с большим значением. 

4. Определение момента инерции махового колеса

4.1 Приведенный момент сил сопротивления

= G2 ? (VS2/щ1) ? Cos (G2; VS2) + G3 ? (VS3/щ1) ? Cos (G3; VS3) +

+ G4 ? (VS4/щ1) ? Cos (G4; VS4) + G5 ? (VS5/щ1) ? Cos (G5; VS5) + Fпс ? (VL/щ1) ? Cos (Fпс; VL)

Cos (G5; VS5) = 0 Cos (Fпс; VL) = -1

Найдем приведенный момент сил сопротивления сначала для первого положения механизма.

= 441 ?(- 0,998) + 343 ? (-0,995)+441 ? (-0,997) + 539 ?0 + 5000 ? (-1) = - 619,6

Полученные подобным образом значения приведенного момента сил для других положений механизма занесем в таблицу 7.

Таблица 7

	0	30	60	90	120	150	180	210	240	270	300	330
	-619,6	-840,8	-798	-380, 4	-236,5	-352,4	-428,1	-496,2	-293,2	-147,3	-9,95	-269,7
Jпр	1,73	2,91	2,56	0,49	0,51	1,347	1,95	1,944	0,64	0,3	0,12	0,43

На основе полученных результатов строим график приведенных моментов сил сопротивления Мс = Мс (ц1)

Масштаб графика: мМ = ( )мах/уМ = 840,4/100 = 8,4 Н?м/мм

Проинтегрировав график моментов сил, выполним построение графика работ сил сопротивления АС = АС (ц1).

Масштаб графиков работ сил:



мА = мМ ? мц ? Н (Дж?мм)

мц = 2р/хц = 2р/240 = 0,0262 (рад/мм)

мА = 8,4 ? 0,0262 ? 50 = 11 Дж/мм

Затем нужно построить график момента движущих сил Мд = Мд (ц) и график приращения кинетической энергии ДТ = ???(??) внутри цикла, построение которого выполняют по уравнению ??? = Ад - AC.

Масштаб графика изменения кинетической энергии принимают равным масштабу графика работ мА:

мДТ = мА = 11 Дж/мм.

4.2 Определение приведенного момента инерции

Построение графика приведенного момента инерции механизма Jпр = Jпр (??) выполняют по уравнению:

Jпр = J3 + m2 + JS2 + m5 + m4 + JS4

J3 = = = 4,48 кг ? м2

Для первого положения приведенный момент инерции будет равен:

Jпр = 4,48? + 45 + 0,69 + 55 + 45 + 1,5 = 1,73 кг ? м2

Подобные вычисления производим для двенадцати положений механизма. Результаты занесем в выше указанную таблицу 7.

Строим график приведенного момента инерции на основе получены результатов в масштабе МJпр = Jпрмах/умах.

МJпр = 2,91/100= 0,029 кг ? м2 / мм.

4.3 Построение диаграммы Виттенбауэра

Строим диаграмму Виттенбауэра, исключив из графиков ДТ = ???(??) и Jпр = Jпр (??) общий параметр ц.

К данной диаграмме проведем две касательные под углами шmax и шmin. Этот угол определим по формулам:

??max = arctg ( ? ??12 • (1 + д)) = arctg ( ? 9,422 (1 + 0,07)) = 7,125 ?

??min = arctg( ? ??12 • (1 - д)) = arctg( ? 9,422 (1 - 0,07)) = 0,2 ?.

Момент инерции махового колеса

JM = = = 69 кг ? м2

Параметры махового колеса:

диаметр окружности центров тяжести сечений обода DM = 4 ? l1 = 4 ? 0,09 = 0,36 м;

масса маховика m = = = 2129,63 кг.



Заключение

В итоге мною были выполнены поставленные задачи, а именно я провела кинематический анализ шарнирно-рычажного механизма пресса, для которого были построены планы скоростей и ускорений для двенадцати положений механизма. Были рассчитаны линейные и угловые скорости и ускорения звеньев.

Следующим пунктом была определена инерционная нагрузка звеньев и уравновешивающая сила для одного самого нагруженного положения механизма при рабочем ходе. Были определены реакции в кинематических парах, которые впоследствии будут использованы в проектировании.

Также был выполнен динамический синтез механизма по заданному коэффициенту неравномерности движения, целью которого является обеспечение работы технологического оборудования с заданной неравномерностью движения механизмов. Чтобы регулировать скорость входного звена при периодических колебаниях, используют массивное маховое колесо. Для этого нужно правильно подобрать нужные размеры маховика. Поэтому был использован метод приведения: были найдены моменты приведения сил сопротивления для двенадцати положений, работа сил сопротивления, моменты инерции звеньев механизма, на основе этого были начерчены графики приведенных к ведущему звену момента сил сопротивления, работы сил сопротивления, момента инерции звеньев. Также были построены график изменения кинематической энергии и диаграмма Виттенбауэра, с помощью которой был определен момент инерции, диаметр и масса маховика.

В процессе выполнения работы я приобрела навыки проведения кинематического и динамического анализов шарнирно-рычажного механизма.



Библиографический список

1. Лихтенхельдт В. Синтез механизмов. - М.: Наука, 1978. - 228с.

2. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. - М.: Наука, 1975.

3. Удалов А.В. Теория механизмов и машин (шарнирно-рычажные механизмы): учебно-методическое пособие. - Киров: ВятГУ, 2015. - 94 с.

4. Перспективы развития российского машиностроения: [Электронный ресурс]. 2008-2015. URL: http://www/protown.ru/information/hide/4486.html. (Дата обращения: 25.05.2016).

Размещено на Allbest.ru

...