Проектирование и исследование рычажного механизма раскрытия солнечной батареи
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
Проектирование и исследование рычажного механизма раскрытия солнечной батареи
Содержание
Введение
. Постановка задания
. Структурный анализ рычажного механизма
. Определение геометрических параметров механизма
. Выбор динамической модели механизма и определение ее энергетических и массовых характеристик в различных положениях
. Установление истинного закона движения звена приведения. Определение времени срабатывания механизма. Определение ускорений звена приведения
. Силовой расчет рычажного механизма
. Синтез и анализ планетарного механизма
Заключение
Приложение А
Перечень использованной литературы
Введение
Под рычажными механизмами понимаются механизмы, звенья которых в подвижных соединениях (кинематических парах - КП) соприкасаются по поверхностям. Проектирование рычажного механизма (или проектирование кинематической схемы) заключается в выборе структурной схемы и линейных размеров механизма. Получаемый механизм должен удовлетворять многим требованиям, многие из которых могут быть противоречивыми.
Рычажные механизмы нашли широкое применение в самых различных областях современной техники и промышленности. Они, в основном, входят в состав всевозможных роботов и манипуляторов, выполняющих множество разнообразных функций. Последние используются на заводах, орбитальных станциях, для выведения космических объектов на орбиту из грузового отсека космического корабля, для решения задач исследования планет. В авиации рычажные механизмы применяются в насосах, для выпуска шасси, в механизмах изменения стреловидности крыла. В космосе - для раскрытия солнечных батарей.
Из различных типов рычажных механизмов в современной авиационной и космической технике наиболее распространены четырёхзвенные рычажные механизмы. В данной работе проектируется кривошипно-коромысленный механизм, который применяется для раскрытия панелей солнечных батарей космического летательного аппарата.
Для проведения расчетов применялся математический пакет MathCAD 2000, все чертежи выполнены в графическом редакторе AutoCAD 2000.
1. Постановка задания
1.Спроектировать и исследовать механизм раскрытия панели солнечной батареи искусственного спутника при следующих данных (см. рис. 1.1 и 1.2):
Угол поворота панелей ? = 60;
Длина поводка ОА = l3 = 0,1 м;
Расстояние между опорамиОА1 = l0 = 0,3 м;
Рис. 1.1 Общий вид механизма в среднем положении
Длина стержня с = 1,6 м;
Длина СБ a = 1,5 м;
Масса СБ M = 20 кг;
Погонная масса звеньев q = 6 кг/м;
Максимальное усилие движущей пружины Fmax = 45 Н.
Угол g определить из условия, что в среднем положении механизма линии звеньев OA и AB взаимно перпендикулярны.
. Выполнить синтез планетарного механизма, обеспечивающего передаточное отношение U= 7, и число сателлитов k=3.
Рис. 1.2 Зависимости движущей и тормозящей силы от относительного хода поршня
2. Структурный анализ рычажного механизма
Рис. 2.1 Основной механизм
Рассматриваемый рычажный механизм образован присоединением к основному механизму первого класса (рис. 2.1), включающему звенья 1 и 0, структурной группы (рис. 2.2) второго класса второго вида (звенья 2, 3). В нем 4 КП пятого класса. Ниже рассмотрены характеристики КП, т.е. определены их вид, класс, характер движения и замыкания.
(0-1) - НКП, 5 класса, вращат-е движение, геометрическое замыкание;
(1-2) - НКП, 5 класса, поступ-е движение, геометрическое замыкание;
(2-3) - НКП, 5 класса, вращат-е движение, геометрическое замыкание;
(3-0) - НКП, 5 класса, вращат-е движение, геометрическое замыкание.
Рис. 2.2 Структурная группа
Для определения степени подвижности исследуемого механизма используем формулу Чебышева:
W = 3(n-1) - 2p5 - p4,(2.1)
где n - количество звеньев в механизме; p5 - количество КП пятого класса; p4 - количество КП четвертого класса.
W = 3(4-1) - 24 = 1, следовательно механизм имеет одну степень свободы.
Выделим группу Ассура (рис. 2.2). Так как рассматриваемая группа является СГ второго класса, второго вида, значит и весь механизм второго класса.
3. Определение геометрических параметров механизма
В исследуемом механизме неизвестным является угол g между поводком ОА и стержнем ОС, на котором крепится солнечная батарея, и ход поршня S. Определим их графически. Устанавливаем стержень ОС в среднем положении, т.е. (рис. 1.1), затем, зная, что в среднем положении шток, а соответственно и отрезок АВ, перпендикулярен поводку ОА, измеряем искомый угол g. Ход поршня S определяем как разность между начальным и конечным значениями длины отрезка АВ.
В результате измерений получаем:
и .
Длины цилиндра и штока, исходя из конструктивных соображений, принимаем: .
Исследование механизма будем проводить в шести положениях, а все измеренные и вычисленные величины, будем сводить в таблицу 1 приложения А. В записке расчет проводим для второго положения: .
Следует отметить, что в дальнейшем все графики будут строиться не от хода поршня, а от перемещения т.А, то есть от SA. График, представленный на рисунке 1.2, построен от х