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>