Исследование и проектирование механизма управления рулем летательного аппарата
Курсовой проект - Транспорт, логистика
Другие курсовые по предмету Транспорт, логистика
поворота и угол наклона коромысла к оси в одном из крайних положений, длина .
Для определения размеров рассматриваем крайние положения:
;(3.1)
;(3.2)
Следовательно:
;(3.3)
;(3.4)
;
;
механизм управление руль летательный зацепление
4. Расчетные зависимости для кинематического исследования механизма
К кинематическим характеристикам рычажных механизмов относятся траектории точек, координаты, перемещения, скорости и ускорения точек и звеньев, а также функции положения, аналоги (или КПФ) скоростей и ускорений точек и звеньев механизма. Значение кинематических параметров механизмов необходимо для описания движения отдельных точек звеньев или звеньев в целом и проведения их динамических расчетов.
На начальных этапах расчета механизма используем кинематические характеристики, не зависящие от инерционных свойств звеньев и действующих нагрузок. КПФ позволяют исследовать кинематические свойства механизма, при этом значения скоростей и ускорений точек и звеньев могут быть и неизвестны. КПФ не зависят от времени, они определяются только кинематической схемой механизма и положением его звеньев. Методы кинематического исследования механизмов подразделяются на аналитические, численные, векторно-графические, и графические.
4.1 Аналитический метод
К аналитическим методам относится метод замкнутых контуров[1]. Суть этого метода заключается в определении кинематических параметров в виде аналитических зависимостей, найденных на основе условия замкнутости контура, образованного звеньями механизма. Положение звеньев и отдельных точек определяется путем совместного решения уравнений, полученных после проектирования замкнутого векторного многоугольника на оси прямоугольной системы координат.
Анализ строения механизма показывает, что он состоит из основного механизма и СГ 2-го класса 1-го вида, образованной звеньями 2 и 3.
Для решения поставленной задачи строим замкнутый многоугольник, состоящий из произвольно направленных вдоль звеньев векторов , и вводится система координат , связанная со стойкой.
Рис 4.1
Векторное уравнение, отражающее условие замкнутости контура ОАВСО, имеет вид:
;(4.1)
Проектируем векторное уравнение на оси координат:
;(4.2)
;(4.3)
Для определения углов и необходимо решить систему тригонометрических уравнений. С этой целью используют искусственные приемы. Один из приемов построен на введении базового вектора , а также углов , ,.
Координаты точек А и С:
, (4.4)
, (4.5)
, ;
Длины проекций вектора на координатные оси и :
;(4.6)
;(4.7)
;(4.8)
;
;
;
;
;
Угол находим из формулы:
;(4.9)
;
Положение векторов и относительно базового вектора определяется углами и . На основании теоремы косинусов:
;(4.10)
;
;(4.11)
;
Из рисунка видно, что , . С учетом этих зависимостей получаем:
;
;
Значение углов и Таблица 4.1
23226115,821527,3121,319830,6127,618135,9133,816441,9139,314747,8142,313052,8143
Находим координаты точки :
;(4.12)
,(4.13)
Для определения аналогов скоростей звеньев дифференцируем систему уравнений по . После преобразования получаем:
;(4.14)
;(4.15)
Решение этой линейной системы имеет вид:
;(4.16)
;
;(4.17)
;
Значение передаточных отношений и Таблица 4.2
232-0,250,15215-0,280,04198-0,27-0,07181-0,21-0,19164-0,12-0,25147-0,023-0,341300,063-0,33
После дифференцирования зависимостей по и преобразований получаем:
;(4.18)
;(4.19)
;(4.20)
Зависимость скорости от угла поворота ведущего звена приведена в таблице 4.3.
Значения КПФ. Таблица 4.3
232862158719890,618181,716469,714762,3130635. Исследование движения механизма под действием заданных сил
Уравнение движения механизма с одной степенью свободы в интегральной форме записывается следующим образом:
,(5.1)
где n -число подвижных звеньев;
-работа внешних сил, приложенных к - му (подвижному) звену;
кинетическая энергия - го звена в текущий и начальный момент времени ;
Для упрощения решения уравнения и исследования движения механизма при расчетах реального механизма заменяют динамической моделью, представляющей собой двухзвенный одно-массовый механизм, состоящий из стойки и подвижного звена.
Будем использовать динамическую модель механизма, которая характеризуется приведенным суммарным моментом инерции (JSпр) и приведенным суммарным моментом сил (МSпр) [1] . То есть в основу модели положено звено приведения, обладающее приведенным моментом инерции (JSпр) и совершающее вращательное движение под действием приложенного к нему приведенного к оси вращения моменту сил (МSпр) (Рис.5)[2].
Рис. 5.1
5.1 Определение суммарного приведенного момента внешних сил
Приведенный момент инерции механизма - это условный момент инерции звена приведения, кинетическая энергия которого равна сумме кинетических энергий всех звеньев механизма. Направление приведенного момента принимают совпадающим с направлением угловой скорости звена приведения.
Согласно определению:
,(5.2)
где число сил;
число моментов пар сил.
Используя данную зависимость и понятия передаточных функций скоростей точек приложения сил и пере?/p>