Построение динамической модели механизма

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Пензенский Государственный Университет

Кафедра «Транспортно-технологические машины и оборудование»

РАСЧЁТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОЙ РАБОТЕ

По дисциплине «Теория механизмов и машин»

Пенза 2007г.

1.3 Построение планов скоростей для двенадцати положений механизма

1.4 Построение планов ускорений для указанного положения механизма

1.5 Определение внешнего уравновешивающего момента

1.6 Определение внешнего уравновешивающего момента (силы) на начальном звене методом жёсткого рычага Жуковского

ВТОРОЙ ЛИСТ ПРОЕКТА

1 Проектирование цилиндрической эвольвентной зубчатой передачи внешнего зацепления

ТРЕТИЙ ЛИСТ ПРОЕКТА

1. Построение динамической модели механизма

Список использованной литературы

Пояснительная записка содержит 25 листов , 5 рисунков, 5 таблиц , 7 использованных источников, 2 приложения. Три листа графической части формата А1

В пояснительной записке проведены структурный анализ механизма, построение планов механизма, определяемых двенадцатью равностоящими положениями ведущего звена, построение планов скоростей для двенадцати планов положений механизма, построение планов ускорений для двенадцати планов положений механизма, определение внешнего уравновешивающего момента на начальном звене, определение внешнего уравновешивающего момента на начальном звене методом жёсткого рычага Жуковского и определение погрешности расчётов методом кинетостатики в сравнении с рычагом Жуковского. Построена цилиндрическая эвольвентная зубчатая передача внешнего зацепления. Построена динамическая модель механизма в установившемся режиме работы, приведения моментов и сил действующих на механизм, приведения масс и моментов инерции масс подвижных звеньев механизма, определены параметры маховика, обеспечивающего ведущему звену. Определение закона движения звена приведения с учётом силовых и массовых характеристик механизма.

В пояснительной записке проведены структурный анализ механизма, построение планов механизма, определяемых двенадцатью равностоящими положениями ведущего звена, построение планов скоростей для двенадцати планов положений механизма, построение планов ускорений для двух планов положений механизма, определение внешнего уравновешивающего момента на начальном звене, определение внешнего уравновешивающего момента на начальном звене методом жёсткого рычага Жуковского и определение погрешности расчётов методом кинетостатики в сравнении с рычагом Жуковского. Построена цилиндрическая эвольвентная зубчатая передача внешнего зацепления. Построена динамическая модель механизма в установившемся режиме работы, модель приведения моментов и сил действующих на механизм, приведения масс и моментов инерции масс подвижных звеньев механизма, определены параметры маховика, обеспечивающего режим равномерной работы ведущего звена. Определение закона движения звена приведения с учётом силовых и массовых характеристик механизма.

1.1 Структурный анализ механизма

1.1.1 Характеристика звеньев и кинематических пар механизма

На рисунке 1 показана схема механизма предназначенного для преобразования вращательного движения кривошипа в поступательное движение ползуна

От электродвигателя приводиться в движение колесо планетарного механизма, а от него через саттелиты водило и одноступенчатую зубчатую передачу вращение передаётся ведомому валу колеса.

На конце ведомого вала положен кривошип поперечно-строгального станка. Кривошип вращается с постоянной угловой скоростью.

Согласно кинематической схеме и принципу работы при вращении кривошипа на один полный оборот звенья механизма совершают движения::

- простое вращательное;

- простое поступательное;

- сложное;

Рисунок 1 - Схема механизма

Таблица 1.- Характеристика кинематических пар

1.1.2 Определение степеней числа подвижности механизма.

n-число подвижных звеньев

p5-число кинематических пар механизма 5 класс;

p4-число кинематических пар механизма 4 класс;

Следовательно первая структурная группа не изменяет степени подвижности и выделена верно || Вторую структурную группу составляют звенья 4 и 5.

Следовательно первая структурная группа не изменяет степени подвижности и выделена верно. На основании проведённого исследования можем заключить, что данный механизм является механизмом второго класса. Формула строения механизма

(0,1) || (2,3) || (4,5)

1.1.3 Характеристика структурных групп

Таблица 2.- Изображение характеристики структурной группы

1.2 Построение планов механизма, определяемых двенадцатью равноотстоящими положениями ведущего звена

,

Далее на линии действия скорости точки С (PvC),находим модуль скорости точки B, причем

Для точки D составляем уравнение

Нам так же известна линия действия скорости точки D, поэтому на пересечении данной линии действия с перпендикуляром,проведенным из точки B, находим точку D

где Wc0-ускорение точки С0,которая пренадлежит звену 3(O2C0) и совместилась с точкой A0 звена 1.

Wa0-нормальное (оно же полное) ускорение точки A0,по модулю равное

и направленное || O1A0 от точки A0 к точке O1.

-ускорение Кориолиса, в движении точки C0 относительно звена 2, по модулю равное:

(т.к.и)

и имеющее направление вектора относительной скорости ,повернутого на в направлении угловой скорости переносного движения (движения звена 2); -относительное (релятивное) ускорение точки С0 относительно точки A0, направленное || линии O2A0; - ускорение точки O2(=0); - нормальное ускорение точки C0 во вращении звена 3 относительно точки O2, по модулю равное:

и направленное || O2C0 от точки С0 к точке O2;

- касательное ускорение точки C0 в том же движении звена 3, по модулю равное

(пока не известно) и направленное O2C0.

1.5 Определение внешнего уравновешивающего момента

так как

и

Составляем необходимые уравнения равновесия для определения других параметров

Исходя из условия равновесия звена запишем

Составляем необходимые уравнения равновесия для определения других параметров

В. Начальный механизм (группа звеньев 1-6)

Находим уравновешивающий момент, для этого составим уравнение равновесия

Для определения реакции R01 составляем векторное уравнение, равновесия сил, действующих на входное звено 1:

1.6 Определение внешнего уравновешивающего момента на начальном звене методом жёсткого рычага Жуковского

Повернём план скоростей на 90 в сторону, противоположную угловой скорости вращения входного звена, и построим его в масштабе Кv=0,04мс/мм

Момент силы инерции представляем в виде пары сил и определим эти значения

Процент расхождения в расчётах

1) Определяем делительные параметры

2) Определяем основные диаметры

3) Определяем делительный окружной шаг

4) Определяем основной нормальный шаг

5) Определяем коэффициенты смещения

Определяем угол зацепления

Так как

то

Поскольку , то заострение зубьев на рассматриваемых колёсах отсутствует

Переходим к построению картины эвольвентного зацепления.

Вначале определим масштаб чертежа

Третий лист проекта

1.1 Построение динамической модели механизма

Для вычисления, приведённого к ротору электродвигателя момента силы полезного сопротивления используем формулу

По оси ординат принимаем масштабный коэффициент приведённого момента

По оси абсцисс откладываем угол поворота звена приведения, соответствующий одному циклу работы механизма в масштабе

= const, то для построения суммарного приведённого момента

По величине Мд определяем мощность электродвигателя

и по каталогу подбираем двигатель 4А1006У3, у которого номинальная мощность N=2,2 кВт и маховой момент ротора

где

-кинетическая энергия приведённой массы;

-кинетическая энергия ротора электродвигателя

- кинетическая энергия передаточного механизма

2. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. - Й.: .Наука, 1988..-640.

3. Злобин Б.А/Примеры использования метода плана скоростей и ускорений для механизмов со структурными группами Ассу-ра. Метод, указания. - Пенза:Пенз.политехи,ин-т,1993.-81 4. Силовой расчет механизмов. Метод, указания.-Пенза: Пенз. политехи, ин-т, 1991. - 102 с

5. Измайлов Й.К., Корнилаева Л.П. Проектирование задач с зубчатым зацепления. Метод, указания^: Пенз. Политехи ин-т, .1984. - 30 с.

6. Корнилаева Л.П., Динамика машин. Метод. указания. - Пенза: Изя-во Пенз» тос. техн. ун-та, 1996.

38 с.

7. Рекомедации; Пояснительная записка дипломного проекта и дипломной работы. Общие требования и правила оформления. -I Пензе: Панз. политехи, ин-т,' 1091. - 56 с.