Проектирование, кинематическое и динамическое исследование механизмов зубодолбежного полуавтомата
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
070.80.960.40.960.24,873,4981.240.530.621.250.312,695,4191.310.040.661.30.330,205,72101.010.510.51.140.252,594,41110.521.010.260.850.135,132,2712(=0)01.300.6506,600,00
2.3Построение плана ускорений для 2-го положения механизма
План ускорений представляет собой графическое решение векторного уравнения
где:
Нормальное ускорение точки А:
аnА=L1*?12=0.059*21.82= 28 (м/с2)
Тангенциальное ускорение точки А равняется 0
Нормальное ускорение ВА :
аnВА=L2*?22=0.1973*4.212=3.5 (м/с2)
Нормальное ускорение L3 :
аnBO2=L3*?32=0.2293*3.932=3.54 (м/с2)
Масштаб плана ускорений принимаем равным:
Ка=an/an=28/100=0.28 м*с-2[ мм]-1
Определяем длины аnА, аnВА, аnBO2 на плане ускорений:
аnВА= аnВА /Ka=3.5/0.28=12.5 (мм)
аnВО2= аnВО2/Ka=3.54 /0.28= 12.6 (мм)
На основе плана ускорений для заданного положения определяем:
aB= aB*Ka= 63*0.28 =17.64 (м/с2)S2= aS2*Ka=71*0.28 =19.77 (м/с2)S3= aS3*Ka=16*0.28 =4.48 (м/с2)D= ad*Ka=32*0.28 =8.96 (м/с2)E=ae*Ka=30*0.28=8.4(м/с2)
3. Силовой анализ механизма методом кинетостатики
Расчет сил инерции и инерционных моментов поводится по следующим формулам:
Fu4=-m4* adS2=-m2* aS2S3=-m2* aS32=-I2*?23=-I3*?3
Знак минус в формулах означает, что направление сил и моментов инерции противоположно направлению линейных и угловых ускорений, их вызвавших.
Угловые ускорения будут равны:
?2= а?ВА*Ка/L2=89*0.28/0.1973=126.3 (c-2)
?3= а?BO2*Ка/L3=62*0.28 /0.2293=75.7 (c-2)
Массы шатуна, коромысла и штосселя с долбяком будут равны соответственно:
m2=G2/g=30/10=3 (кг)
m3=G3/g=40/10=4 (кг)
m4=G4/g=60/10=6 (кг)
Силы и моменты инерции аналитически будут равны:
Fu4=m4* ad=6*8.96 =53.76 (H)2=m2* aS2=3*19.77 =59.31 (H)3=m2* aS3=4*4.48 =17.92 (H)2=I2*?2=0.08*126.3=10.1 (H*м)3=I3*?3=0.08*75.7=6 (H*м)
Вычисляем графически главный вектор сил инерции:
Для построения находим масштаб:
КФ= = 0.7H[мм]-1
Определяем длины Fu2, Fu3 на графике:
Fu3= Fu3/ КFu=17.92 /0.7=26 (мм)
Fu4= Fu4/ КFu=53.76 /0.7=77 (мм)
Из графика следует, что:
Фu= Фu* КFu=52*0.7 =36.4 (H)
Отдельно изобразим структурную группу 2-3 в масштабе 1:1.
При кинетостатическом анализе силы веса и силы трения вследствие относительной малости не учитываются .
В шарнирах А и О2 введем в рассмотрение ортогональные реакции RnA, R?A и RnBO2, R?BO2.
Суммарная сила действующая на точку F:
Fсум=Fсумcos?=2500*cos20o=2660 (H)
В соответствии с принципом Даламбера д ля звеньев 2 и 3 составим уравнения моментов относительно шарнира В :
Звено 2: ?МВ=- R?A*AB+ Fu2*h Fu2 - Tu2=0;
R?A*AB+ Fu2*h Fu2 - Tu2=0?A= = 42(H)
Звено 3: ?МВ=0;сумhFсум+ Fu3*h Fu3- R?O2*BO2- Tu3=2660* 22.5+17.92*172- R?O2*229-6=0?O2= =3868 (H)
Для нахождения реакций RnA, RnBO2 построим план сил согласно уравнения:
?Fi=0 RnA+ R?A+Fu2+ Fu3+ Fсум+ R?O2+ RnO2=0
Примечание: усилия Fu2 и Fu3 в построении не учитываются в связи с их относительной малостью.
Масштаб плана сил будет принимаем равным KF=20 Н[мм]-1:
Fсум= Fсум/KF=2660/20= 133 (мм)
R?O2= R?O2/KF=1971/20= 193 (мм)
R?A= R?A /KF=42/20=2 (мм)
Из плана сил для заданного положения определяем:
RnA= RnA* KF=62.7*20=1254 (H)nO2= RnO2* KF=34*20=680(H)A= RA* KF=63*20=1260 (H)O2= RO2* KF=196*20=3920 (H)
На основе плана сил определяем приведенный момент на кривошипе:
Тпр= RA21*hRA =1260*0.04=504 (H*м)
4. Динамический анализ механизма привода. Расчет маховика
4.1Расчет приведенного момента
Динамика - раздел механики, в которой изучается механическое движение различных моделей тел с учетом причин (сил), вызывающих механическое движение.
В положениях 1-5 осуществляется процесс резания. В этих положениях определяем приведенный момент Тпр на кривошипе О1А по формуле:
Где VE (м/с) - скорость долбяка
Тогда Тпр (Н*м) и Тпр (см) на графике в 1-5 положениях будет:
№ положенияVE,м/cТпр,Н*мТпр,мм10.2326.38820.4551.117030.6472.724240.6877.825950.4450167
Масштаб Тпр будет:
КТпр=Тпр.max/200=0.3 Н*м[мм]-1
Работа выполненная станком за 1 оборот кривошипа будет графически представлена заштрихованной областью S1:
S1=17229 (мм2)
Рассмотрим режим установившегося движения, который характерен условием:
?пр ср=const
При установившимся движении работа сил полезных сопротивлений равна работе сил движущих:
Апс=Адв
Будем считать, что момент движущих сил постоянен в пределах кинематического цикла:
Тдв=const
Равенству работ (1) соответствует равенство площадей S1=S2
=S1/
где длина оси (в см.), равная длине оси ? поворота звена приведения (кривошипа)
= 17229/240= 72 (мм) .
=21.6 Н*м
Масштаб ?пр равен:
К? =2?/240=?/120 рад[мм]-1
Интегрируя график зависимости Тпр=f(?пр) методом хорд, получаем график избыточной работы - ?А=f(?пр).Масштаб ?А равен:
К?А=Р* КТпр* К?=0.628 Н*м[мм]-1
4.2 Расчет приведенного момента инерции синтезированного механизма
В основe положена формула приведения масс [3 стр.82 ]
Iпр=.
Предварительно выполним разнос масс шатуна, т.е.: где:
Значения моментов инерции сведены в таблицу:
№ положенияIпр(Н*м*с2)00,0600010,0614620,0654030,0718240,0757850,0680160,0600070,0642380,0716890,07260100,06629110,06085120,06000
Вычисляем масштаб для графика Iпр=f(?пр):
КIпр=( Iпрmax- Iпрmin)/200=7.89*10-5 Н*м*с2 [мм]-1
Тогда Iпр на графике будет равен (в см):
№ положенияIпр(мм)00,00118,44268,423149,794199,945101,5360,00753,578148,039159,701079,711110,76120,00
На основе графика Iпр=f(?пр) и ?А=f(?пр), исключая параметр ?пр, получаем зависимость ?А=f(Iпр), называемая диаграммой энергомасс (петля Виттен?/p>