Проектирование и исследование динамической нагруженности поперечно-строгального станка
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
? которого является определение реакций в кинематических парах и уравновешивающего момента.
В проекте исследованию задач динамической нагруженности машины посвящён лист 1 (прил. 1), динамической нагруженности рычажного механизма - лист 2 (прил. 2).
Рисунок.2
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ НАГРУЖЕННОСТИ МАШИНЫ В УСТАНОВИВШЕМСЯ РЕЖИМЕ ДВИЖЕНИЯ
.1 Структурный анализ рычажного механизма
Целью структурного анализа механизма является определение формулы строения механизма и классификация входящих в его состав структурных групп, так как формула строения определяет порядок выполнения кинематического и силового расчетов, а классы структурных групп - методы расчетов.
Структурная схема основного исполнительного механизма изображена на рис. 3.1. Число подвижных звеньев п = 5. Число низших кинематических пар pH=7, в том числе вращательные пары - 0(1,0 ), А(1,2), A(2,3), B(3,0), C(3,4), D(4,5), поступательная пара D(5,0),. Число высших кинематических пар Рв =0 Число степеней свободы механизма
W=3n-2pH-pВ=3*5-2*7-0=1
Рисунок.3.1
Таким образом, для того чтобы все звенья механизма совершали однозначно определенные движения, необходимо задать движение одному звену - в данном случае кривошипу 1. Тогда угловая координата кривошипа является обобщенной координатой механизма, а кривошип - начальным звеном.
Данный механизм образован последовательным присоединением к механизму 1-го класса (кривошипу 1 и стойке 0) двух структурных групп (2, 3) и (4, 5) (рис. 3.2).
Рисунок.3.2
Формула строения механизма I(0,1)>II (2,3) >II (4,5). Так как обе группы 2-го класса, то механизм относится ко 2-му классу.
Таким образом, кинематический анализ начинается с механизма I (0,1), а заканчивается группой II (4,5). Силовой расчёт выполняется в обратной последовательности II (4,5) > II (2,3) > I (0,1).
3.2 Определение кинематических характеристик рычажного механизма методом планов
.2.1 Построение планов положений механизма
Для построения планов выбираем масштабный коэффициент ?l=0,001м/мм.
Тогда чертежные размеры рычажного механизма будут равны
OA= lOA/ ?l=0,09/0,001=90мм;
BC= lBС/ ?l=0,34/0,001=340мм;
A= a/ ?l = 0,19/0,001 =190мм;
B= b/ ?l = 0,13/0,001=130мм;
BS3=0.5BC=0.5*240=170мм.
lp=0.3*lOA=0.3*90=27 мм
По полученным чертежным размерам строим 12 планов положений механизма
Построение планов положений выполняется методом засечек, начиная с крайнего дальнего положения ползуна 5, через 30? по углу поворота кривошипа ОА.
Строим стойку О с окружностью ОА и стойку В на расстоянии a . Строим направляющую DD на расстоянии b от точки О.Для построения крайнего дальнего положения 1 из точки B проводим касательную к окружности ОА длиной ВС и получаем точки В1 и С1. Из точки С1 проводим перпендикуляр на траекторию движения точки D (направляющей DD) и получаем точку D1. Положение ОА1С1D1 является крайним дальним положением механизма. В этом положении звенья ВС и OA перпендикулярны.
Крайнее ближнее положение 5 находим дополнительно таким же образом, но касательную к окружности OA из точки В проведем с другой стороны. В данном случае положение ОА5С5D5 является крайним дальним положением механизма. В этом положении звенья ВС и OA перпендикулярны.
3.2.2 Построение плана аналогов скоростей
Для приведения сил и масс потребуются передаточные функции звеньев и центров масс (аналоги скоростей). Для их определения используем графический метод - построения планов аналогов скоростей для всех положений механизма.
Аналог скорости точки А равен
.
Примем масштабный коэффициент аналогов скоростей м/мм. Тогда отрезок, изображающий UA равен
Так как , и направлена в сторону вращения кривошипа 1, то откладываем отрезок (в соответствующем положении механизма).
Далее на основании теоремы о сложении скоростей в плоском движении составляем векторные уравнения в порядке присоединения структурных групп.
Определим сначала скорость UА3 той точки А3 кулисы 3, которая в данном положении механизма совпадает с центром шарнира А. Рассматривая движение точки А3 по отношению к центру шарнира А, а затем по отношению зк точке В, запишем соответственно два векторных уравнения(стр. 100-101 в [1].):
Где ;
- вектор скорости скольжения точки А3 звена 3 относительно центра шарнира А.
В соответствии с уравнениями из точки а проводим направление а из точки b, которая совпадает с полюсом ?, - направление . В точке пересечения этих направлений получаем точку a3.
Точка с по теореме подобия должна находиться на продолжении вектора ?а3. Длину отрезка ?с найдём из пропорции ?с/?а3=ВС/ВА. Для положения №8: ?с/42=340/271. ?с =53мм
Для определения аналога скорости точки D используем уравнения
где ;
Здесь D0 - это точка , принадлежащая стойке О и в данный момент совпадающая с точкой D. так как стойка неподвижна, то
Согласно уравнениям из точки c проводим направление а из точки d0, которая совпадает с полюсом ?, - направление . В точке пересечения этих направлений получаем точку d.
Так как точка S3 находится посередине звена 3 , то и на плане скоростей находим середину отрезка ?c и соединяем с полюсом ?.
На основании выполненных построений определяем передаточные функции (аналоги скоростей):
Например, для положения 8 находим
Результаты п?/p>