Кинематический анализ рычажных механизмов
Расчет числа степеней свободы рычажного механизма. Аппроксимация функции положения тригонометрическим рядом Фурье. Оценка значимости членов ряда с помощью амплитудного спектра. Время полного оборота кривошипа. Кинематический анализ рычажных механизмов.
| Рубрика | Транспорт |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 26.11.2021 |
| Размер файла | 575,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru
Министерство науки и высшего образования
Балтийский государственный технический университет
«ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова
Кафедра систем приводов, мехатроники и
робототехники
Лабораторная работа № 1
Дисциплина Теория механизмов и машин
Кинематический анализ рычажных механизмов
Выполнил студент Троянова Д.А.
Группа Е792
Преподаватель Кузьмин А.О.
Санкт-Петербург 2021
Введение
В данной лабораторной работе нам, для исследования, был предоставлен рычажный механизм, структурную схему которого можно увидеть на рисунке 1.
Рисунок 1
Рассчитаем число степеней свободы данного механизма, воспользовавшись формулой
,
где n - число подвижных звеньев в механизме, - число кинематических пар k-го класса. Для нашего механизма: 3, , = 2. Тогда:
Это означает, что механизм движется и не имеет пассивных связей.
Проведя измерения, мы получили такие результаты зависимости положения ползуна 3 от поворота кривошипа 1:
|
i |
S, м |
i |
S, м |
i |
S, м |
||||
|
0 |
0 |
0,122 |
13 |
130 |
0,170 |
26 |
260 |
0,022 |
|
|
1 |
10 |
0,134 |
14 |
140 |
0,162 |
27 |
270 |
0,023 |
|
|
2 |
20 |
0,145 |
15 |
150 |
0,157 |
28 |
280 |
0,030 |
|
|
3 |
30 |
0,153 |
16 |
160 |
0,150 |
29 |
290 |
0,039 |
|
|
4 |
40 |
0,162 |
17 |
170 |
0,139 |
30 |
300 |
0,051 |
|
|
5 |
50 |
0,165 |
18 |
180 |
0,130 |
31 |
310 |
0,068 |
|
|
6 |
60 |
0,170 |
19 |
190 |
0,112 |
32 |
320 |
0,082 |
|
|
7 |
70 |
0,185 |
20 |
200 |
0,102 |
33 |
330 |
0,087 |
|
|
8 |
80 |
0,179 |
21 |
210 |
0,086 |
34 |
340 |
0,104 |
|
|
9 |
90 |
0,182 |
22 |
220 |
0,071 |
35 |
350 |
0,115 |
|
|
10 |
100 |
0,180 |
23 |
230 |
0,057 |
36 |
360 |
0,122 |
|
|
11 |
110 |
0,180 |
24 |
240 |
0,043 |
||||
|
12 |
120 |
0,175 |
25 |
250 |
0,031 |
Предполагая, что кривошип вращается с постоянной угловой скоростью , следовательно , получим функцию положения от времени . Для этого вычислим шаг таблицы по времени. Для этого вычислим шаг таблицы по времени:
,
где
1. Аппроксимация функции положения тригонометрическим рядом Фурье
В этом случае S(t) разлагаем в тригонометрический ряд Фурье и дифференцированием ряда определяем зависимости скорости v(t) и ускорения w(t) ползуна. Разложение функции в такой ряд означает её приближенную замену тригонометрическим полиномом, являющимся суммой ряда:
Где , - коэффициенты ряда,
= 2рj/T -
частоты, по которым производится разложение,
рычажный кривошип аппроксимация кинематический
T = 2р/щ1=2р/80=0,079 с
- время полного оборота кривошипа,
-
амплитуда j-й гармоники, - её фаза, m - число членов ряда.
На первом этапе разложим S(t) в ряд с максимально возможным числом членов m = 18.
|
0 |
0.000e+00 |
1.220e-01 |
1.219e-01 |
5.243e+00 |
1.606e+03 |
|
|
1 |
2.181e-03 |
1.340e-01 |
1.341e-01 |
5.061e+00 |
-5.366e+02 |
|
|
2 |
4.363e-03 |
1.450e-01 |
1.449e-01 |
4.877e+00 |
-6.128e+02 |
|
|
3 |
6.544e-03 |
1.530e-01 |
1.531e-01 |
2.958e+00 |
3.327e+02 |
|
|
4 |
8.725e-03 |
1.620e-01 |
1.619e-01 |
4.559e+00 |
-1.289e+03 |
|
|
5 |
1.091e-02 |
1.650e-01 |
1.651e-01 |
-1.417e+00 |
-3.221e+02 |
|
|
6 |
1.309e-02 |
1.700e-01 |
1.699e-01 |
7.839e+00 |
4.228e+03 |
|
|
7 |
1.527e-02 |
1.850e-01 |
1.851e-01 |
1.304e+00 |
-7.349e+03 |
|
|
8 |
1.745e-02 |
1.790e-01 |
1.789e-01 |
-2.071e+00 |
4.428e+03 |
|
|
9 |
1.963e-02 |
1.820e-01 |
1.821e-01 |
1.844e+00 |
-2.810e+03 |
|
|
10 |
2.181e-02 |
1.800e-01 |
1.799e-01 |
-1.806e+00 |
1.734e+03 |
|
|
11 |
2.399e-02 |
1.800e-01 |
1.801e-01 |
2.682e-01 |
-2.117e+03 |
|
|
12 |
2.618e-02 |
1.750e-01 |
1.749e-01 |
-3.699e+00 |
8.451e+02 |
|
|
13 |
2.836e-02 |
1.700e-01 |
1.701e-01 |
-1.728e+00 |
-1.381e+03 |
|
|
14 |
3.054e-02 |
1.620e-01 |
1.619e-01 |
-4.645e+00 |
1.272e+03 |
|
|
15 |
3.272e-02 |
1.570e-01 |
1.571e-01 |
-5.761e-01 |
-6.672e+02 |
|
|
16 |
3.490e-02 |
1.500e-01 |
1.499e-01 |
-6.179e+00 |
-1.120e+03 |
|
|
17 |
3.708e-02 |
1.390e-01 |
1.391e-01 |
-2.783e+00 |
1.187e+03 |
|
|
18 |
3.926e-02 |
1.300e-01 |
1.299e-01 |
-7.412e+00 |
-3.094e+03 |
|
|
19 |
4.144e-02 |
1.120e-01 |
1.121e-01 |
-6.440e+00 |
2.983e+03 |
|
|
20 |
4.362e-02 |
1.020e-01 |
1.019e-01 |
-5.030e+00 |
-2.201e+03 |
|
|
21 |
4.581e-02 |
8.600e-02 |
8.608e-02 |
-8.295e+00 |
6.036e+02 |
|
|
22 |
4.799e-02 |
7.100e-02 |
7.092e-02 |
-5.825e+00 |
2.150e+02 |
|
|
23 |
5.017e-02 |
5.700e-02 |
5.708e-02 |
-7.002e+00 |
-1.908e+02 |
|
|
24 |
5.235e-02 |
4.300e-02 |
4.292e-02 |
-5.647e+00 |
6.659e+02 |
|
|
25 |
5.453e-02 |
3.100e-02 |
3.108e-02 |
-5.424e+00 |
2.148e+02 |
|
|
26 |
5.671e-02 |
2.200e-02 |
2.192e-02 |
-2.025e+00 |
2.618e+03 |
|
|
27 |
5.889e-02 |
2.300e-02 |
2.308e-02 |
2.455e+00 |
1.037e+03 |
|
|
28 |
6.108e-02 |
3.000e-02 |
2.992e-02 |
3.629e+00 |
4.748e+02 |
|
|
29 |
6.326e-02 |
3.900e-02 |
3.908e-02 |
4.756e+00 |
4.554e+02 |
|
|
30 |
6.544e-02 |
5.100e-02 |
5.092e-02 |
6.448e+00 |
1.358e+03 |
|
|
31 |
6.762e-02 |
6.800e-02 |
6.808e-02 |
8.615e+00 |
-5.382e+02 |
|
|
32 |
6.980e-02 |
8.200e-02 |
8.192e-02 |
3.074e+00 |
-2.891e+03 |
|
|
33 |
7.198e-02 |
8.700e-02 |
8.708e-02 |
4.386e+00 |
3.886e+03 |
|
|
34 |
7.416e-02 |
1.040e-01 |
1.039e-01 |
8.670e+00 |
-2.014e+03 |
|
|
35 |
7.634e-02 |
1.150e-01 |
1.151e-01 |
2.019e+00 |
-1.009e+03 |
|
|
36 |
7.852e-02 |
1.220e-01 |
1.219e-01 |
5.243e+00 |
1.606e+03 |
Оценим значимость членов ряда с помощью амплитудного спектра.
|
, Гц |
|||||
|
0 |
0.000e+00 |
0.000e+00 |
1.156e-01 |
||
|
1 |
8.002e+01 |
1.273e+01 |
7.409e-02 |
0,0030 |
|
|
2 |
1.600e+02 |
2.547e+01 |
1.184e-02 |
-1,3127 |
|
|
3 |
2.400e+02 |
3.820e+01 |
5.071e-03 |
0,4498 |
|
|
4 |
3.201e+02 |
5.094e+01 |
1.371e-03 |
-1,3526 |
|
|
5 |
4.001e+02 |
6.367e+01 |
1.296e-03 |
0,0476 |
|
|
6 |
4.801e+02 |
7.641e+01 |
3.333e-04 |
1,5708 |
|
|
7 |
5.601e+02 |
8.914e+01 |
6.326e-04 |
-0,9717 |
|
|
8 |
6.401e+02 |
1.019e+02 |
7.204e-04 |
0,6238 |
|
|
9 |
7.201e+02 |
1.146e+02 |
1.096e-03 |
-0,5317 |
|
|
10 |
8.002e+02 |
1.273e+02 |
8.755e-04 |
-0,2928 |
|
|
11 |
8.802e+02 |
1.401e+02 |
5.152e-04 |
-1,1171 |
|
|
12 |
9.602e+02 |
1.528e+02 |
8.678e-04 |
-0,9831 |
|
|
13 |
1.040e+03 |
1.656e+02 |
1.309e-03 |
-1,3548 |
|
|
14 |
1.120e+03 |
1.783e+02 |
4.611e-04 |
0,4610 |
|
|
15 |
1.200e+03 |
1.910e+02 |
1.893e-04 |
1,3348 |
|
|
16 |
1.280e+03 |
2.038e+02 |
1.126e-03 |
1,3258 |
|
|
17 |
1.360e+03 |
2.165e+02 |
7.737e-04 |
-0,2476 |
|
|
18 |
1.440e+03 |
2.292e+02 |
1.667e-04 |
-1,5708 |
Амплитудный спектр показал, что существенными кроме , слагаемые ряда, соответствующие первым трем частота, поэтому проведем разложение в ряд и аппроксимацию функции с учетом только этих частот.
Аппроксимирующее выражение для данной функции с учетом только первых трех членов ряда примет вид:
|
0 |
0.000e+00 |
1.220e-01 |
1.251e-01 |
4.348e+00 |
-1.677e+02 |
|
|
1 |
2.181e-03 |
1.340e-01 |
1.343e-01 |
4.069e+00 |
-9.132e+01 |
|
|
2 |
4.363e-03 |
1.450e-01 |
1.430e-01 |
3.926e+00 |
-4.709e+01 |
|
|
3 |
6.544e-03 |
1.530e-01 |
1.514e-01 |
3.825e+00 |
-5.487e+01 |
|
|
4 |
8.725e-03 |
1.620e-01 |
1.596e-01 |
3.647e+00 |
-1.163e+02 |
|
|
5 |
1.091e-02 |
1.650e-01 |
1.672e-01 |
3.290e+00 |
-2.156e+02 |
|
|
6 |
1.309e-02 |
1.700e-01 |
1.738e-01 |
2.700e+00 |
-3.249e+02 |
|
|
7 |
1.527e-02 |
1.850e-01 |
1.788e-01 |
1.888e+00 |
-4.134e+02 |
|
|
8 |
1.745e-02 |
1.790e-01 |
1.819e-01 |
9.293e-01 |
-4.567e+02 |
|
|
9 |
1.963e-02 |
1.820e-01 |
1.828e-01 |
-6.346e-02 |
-4.442e+02 |
|
|
10 |
2.181e-02 |
1.800e-01 |
1.817e-01 |
-9.722e-01 |
-3.822e+02 |
|
|
11 |
2.399e-02 |
1.800e-01 |
1.787e-01 |
-1.710e+00 |
-2.919e+02 |
|
|
12 |
2.618e-02 |
1.750e-01 |
1.744e-01 |
-2.247e+00 |
-2.034e+02 |
|
|
13 |
2.836e-02 |
1.700e-01 |
1.690e-01 |
-2.620e+00 |
-1.462e+02 |
|
|
14 |
3.054e-02 |
1.620e-01 |
1.630e-01 |
-2.922e+00 |
-1.396e+02 |
|
|
15 |
3.272e-02 |
1.570e-01 |
1.563e-01 |
-3.269e+00 |
-1.865e+02 |
|
|
16 |
3.490e-02 |
1.500e-01 |
1.486e-01 |
-3.763e+00 |
-2.710e+02 |
|
|
17 |
3.708e-02 |
1.390e-01 |
1.397e-01 |
-4.455e+00 |
-3.615e+02 |
|
|
18 |
3.926e-02 |
1.300e-01 |
1.291e-01 |
-5.316e+00 |
-4.189e+02 |
|
|
19 |
4.144e-02 |
1.120e-01 |
1.165e-01 |
-6.232e+00 |
-4.069e+02 |
|
|
20 |
4.362e-02 |
1.020e-01 |
1.020e-01 |
-7.024e+00 |
-3.027e+02 |
|
|
21 |
4.581e-02 |
8.600e-02 |
8.607e-02 |
-7.483e+00 |
-1.043e+02 |
|
|
22 |
4.799e-02 |
7.100e-02 |
6.971e-02 |
-7.425e+00 |
1.670e+02 |
|
|
23 |
5.017e-02 |
5.700e-02 |
5.415e-02 |
-6.732e+00 |
4.699e+02 |
|
|
24 |
5.235e-02 |
4.300e-02 |
4.081e-02 |
-5.390e+00 |
7.523e+02 |
|
|
25 |
5.453e-02 |
3.100e-02 |
3.103e-02 |
-3.503e+00 |
9.623e+02 |
|
|
26 |
5.671e-02 |
2.200e-02 |
2.578e-02 |
-1.274e+00 |
1.061e+03 |
|
|
27 |
5.889e-02 |
2.300e-02 |
2.553e-02 |
1.031e+00 |
1.031e+03 |
|
|
28 |
6.108e-02 |
3.000e-02 |
3.013e-02 |
3.135e+00 |
8.804e+02 |
|
|
29 |
6.326e-02 |
3.900e-02 |
3.889e-02 |
4.807e+00 |
6.417e+02 |
|
|
30 |
6.544e-02 |
5.100e-02 |
5.068e-02 |
5.905e+00 |
3.626e+02 |
|
|
31 |
6.762e-02 |
6.800e-02 |
6.421e-02 |
6.398e+00 |
9.553e+01 |
|
|
32 |
6.980e-02 |
8.200e-02 |
7.821e-02 |
6.364e+00 |
-1.148e+02 |
|
|
33 |
7.198e-02 |
8.700e-02 |
9.170e-02 |
5.959e+00 |
-2.409e+02 |
|
|
34 |
7.416e-02 |
1.040e-01 |
1.041e-01 |
5.378e+00 |
-2.779e+02 |
|
|
35 |
7.634e-02 |
1.150e-01 |
1.152e-01 |
4.800e+00 |
-2.427e+02 |
|
|
36 |
7.852e-02 |
1.220e-01 |
1.251e-01 |
4.348e+00 |
-1.677e+02 |
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Проектирование и исследование механизмов 2-х цилиндрового V-образного двигателя внутреннего сгорания. Структурный анализ и степень подвижности механизма, расчеты его элементов. Кинематическое и силовое исследование многозвенного зубчатого механизма.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 20.06.2013Характеристика компрессоров подвижного состава железных дорог. Определение скоростей звеньев с помощью плана и кинетостатический расчет механизма. Расчет сил полезного сопротивления при расчете компрессора, геометрический синтез зубчатого зацепления.
методичка [759,6 K], добавлен 05.04.2009Расчёт механизмов, выбор и обоснование параметров сцепления, определение суммарного усилия нажимных пружин. Расчёт привода сцепления, определение свободного и полного хода педали при его выключении. Кинематический расчёт коробки передач автомобиля ВАЗ.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 06.02.2013Кинематическое исследование механизма. Построение планов положений, скоростей и ускорений, а также кинематических диаграмм. Определение сил и моментов сил, действующих на звенья механизма. Расчет мгновенного механического коэффициента полезного действия.
курсовая работа [275,2 K], добавлен 28.01.2014Тепловой расчёт автомобильного двигателя. Определения пути, скорости и ускорения поршня. Динамический и кинематический расчет кривошипно-шатунного механизма. Методика расчетного определения момента инерции маховика и крутильных колебаний коленчатого вала.
курсовая работа [3,5 M], добавлен 26.02.2014Применение механизма перестановки крыльев для изменения угла стреловидности на современных многорежимных самолетах. Преимущества и недостатки механизма, его кинематический расчет. Выбор материала зубчатых колес, расчет валов на статическую прочность.
курсовая работа [539,8 K], добавлен 17.10.2013Кинематический и динамический расчет кривошипно-шатунного механизма. Силы и моменты, действующие в КШМ. Определение скоростей и ускорений поршня и шатуна, избыточного давления продуктов сгорания. Приведение масс деталей. Уравновешивание двигателя.
курсовая работа [1017,4 K], добавлен 24.03.2015Определение мощности привода механизма подъема. Вычисление оптимальных кинематических параметров складских перегружателей, обслуживающих причальный фронт и склад. Расчет необходимых ускорений механизмов передвижения. Системы гашения колебаний груза.
курсовая работа [727,3 K], добавлен 30.05.2016Анализ рабочих процессов агрегатов (сцепления, подвески), рулевого и тормозного управления автомобиля. Кинематический и прочностный расчет механизмов и деталей автомобиля Москвич-2140. Определение показателей плавности хода автомобиля (подвеска).
курсовая работа [1,9 M], добавлен 01.03.2011Техническое устройство и характеристика автомобиля ВАЗ-2101 производства Волжского автомобильного завода. Описание автомобиля, его кинематический расчет. Конструкция коробки передач автомобиля ВАЗ-2101. Модернизация коробки передач автомобиля ВАЗ-2101.
курсовая работа [3,1 M], добавлен 25.08.2014Проведение исследования основного назначения экскаватора. Тяговый и кинематический расчет. Определение зубчатой передачи и шлицевого соединения. Анализ точности и шероховатости поверхностей. Подбор подшипников. Разработка технологического процесса.
отчет по практике [1,8 M], добавлен 16.12.2022Анализ и особенности конструкции автомобиля ВАЗ 2121. Характеристика проектируемой тормозной системы. Оценка схем тормозных механизмов и оптимальное распределение тормозных сил. Тепловой расчет и определение на прочность элементов тормозного механизма.
курсовая работа [3,6 M], добавлен 15.01.2013Устройство, параметры, режимы работы механизмов грузоподъемных машин. Расчет параметров и разработка конструкций механизмов подъема и передвижения мостового крана. Условия работы и общая техническая характеристика электрооборудования грузоподъемных машин.
курсовая работа [869,7 K], добавлен 15.02.2016Кинематический и динамический расчет кривошипно-шатунного механизма. Определение крутящего момента двигателя и равномерности его хода. Характеристика конструктивного узла. Вычисление параметров клапана, пружины и вала газораспределительного механизма.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 22.05.2012Анализ особенностей существующих конструкций коробки передач. Определение передаточного числа главной передачи, числа ступеней коробки. Основные параметры коробки передач автомобиля на грузовой платформе, ее кинематический и статический расчеты.
курсовая работа [993,2 K], добавлен 28.02.2013Двигатель внутреннего сгорания. Простейшая принципиальная схема привода автомобиля. Кинематический и динамический анализ кривошипно-шатунного механизма. Силовой расчет трансмиссии автомобиля. Прочностной расчет поршня и поршневого пальца двигателя.
курсовая работа [31,6 K], добавлен 06.06.2010Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода. Вычисление закрытой цилиндрической передачи. Определение основных параметров зубчатого колеса и шпоночного соединения. Выбор способа смазки, контроля и смазочных материалов для подшипников.
курсовая работа [566,6 K], добавлен 04.08.2021Тормозное оборудование вагона. Определение допускаемого величин нажатия тормозных колодок. Расчет тормоза вагона. Типовые схемы рычажных передач. Расчет тормозного пути. Технические требования на ремонт камер воздухораспределителей грузового типа.
курсовая работа [3,7 M], добавлен 10.07.2015Определение скорости, ускорения, силы инерции звеньев механизма и давления в кинематических парах. Параметры нулевого зацепления зубчатых колес. Влияние изменения скорости скольжения на качество работы передачи. Значение коэффициента перекрытия.
курсовая работа [303,4 K], добавлен 15.01.2011Определение параметров и показателей рабочего цикла, основных размеров. Кинематический и динамический анализ, оценка прочностей деталей, расчет и компоновка систем, обслуживающих двигатель. Методика улучшения эксплуатационных и технических показателей.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 03.04.2009
