В задачу кинематического анализа входит определение законов движения звеньев механизма, вне зависимости от сил, действующих на эти звенья.

2.2.1 Построение планов положений

По начальным данным вычерчивается схема механизма в произвольно избранном масштабе. Масштабный коэффициент показывает количество единиц изображаемой величины в 1 мм чертежа. При построении планов механизма лучше масштабный коэффициент [м/мм] выбирать из последующего ряда: 0,001; 0,002; 0,0025; 0,004; 0,05; 0,08; 0,1 и т.д.

Избираем масштабный коэффициент м/мм, тогда отрезок , изображающий на чертеже длину звена В задачу кинематического анализа входит определение законов движения звеньев механизма, вне зависимости от сил, действующих на эти звенья. обусловится:

мм.

Определяем величину отрезков, изображающих длину звеньев и на чертеже.

мм.

Построение начинаем с изображения недвижных частей (набросок 3). Наносим на чертеже точку (ось вращения звена 1) и намечаем линии движения точки ползуна 3 ( ) и точки ползуна 5 ( ). Дальше радиусом проводим окружность, представляющую собой линию движения точки . На этой окружности на схожем расстоянии В задачу кинематического анализа входит определение законов движения звеньев механизма, вне зависимости от сил, действующих на эти звенья. друг от друга ( ) наносим положение т. (0,1, 2, 3…11). Соединив их отрезками прямых с точкой ,

Набросок 3 - Построение планов положений механизма

получим соответственное положение кривошипа. За начало отсчета принимаем точку , подобающую последнему верхнему положению ползуна (кривошип и шатун растянулись в одну прямую).

Потому что данный механизм относится ко второму классу, то положения звеньев В задачу кинематического анализа входит определение законов движения звеньев механизма, вне зависимости от сил, действующих на эти звенья. в каждой гр. Ассура определим способом засечек.

Положение точки (группа 2,3) определим зарубкой, изготовленной из т. радиусом на линии движения точки . Соединив точку с точкой прямым отрезком, найдем положения звеньев 2 и 3.

Положение точки (группа 4,5) определим также зарубкой, изготовленной из т. радиусом на линии движения точки . Соединив точку с точкой отрезком прямой В задачу кинематического анализа входит определение законов движения звеньев механизма, вне зависимости от сил, действующих на эти звенья., найдём положение звеньев 4 и 5.

Таким макаром, строятся все 12 положений механизма. При всем этом данное положение механизма (координата ) выделяется основными линиями, а

другие положения вычерчиваются тонкими линиями.

2.2.2 Построение планов скоростей

Построение планов скоростей и ускорений основано на графическом решении векторных уравнений.

Определение линейных скоростей и ускорений точек механизма начинается с механизма первого класса В задачу кинематического анализа входит определение законов движения звеньев механизма, вне зависимости от сил, действующих на эти звенья., а потом в порядке присоединения групп Ассура.

Разглядим построение плана скоростей для данного положения механизма .

Модуль скорости точки кривошипа, совершающего вращательное движение относительно стойки, определим

м/с,

где рад/с.

Вектор скорости ориентирован перпендикулярно радиусу кривошипа в сторону его вращения.

Масштабный коэффициент избираем таким макаром, чтоб отрезок , изображающий В задачу кинематического анализа входит определение законов движения звеньев механизма, вне зависимости от сил, действующих на эти звенья. скорость , был более 50 мм.

Задаемся масштабным коэффициентом (м×с‾¹)/мм, тогда отрезок , изображающий скорость на чертеже, обусловится

.

мм.

Из случайной точки - полюса плана скоростей откладываем в обозначенном направлении отрезок .

Набросок 4 - Построение плана скоростей

Составляем векторное уравнение для определения скорости точки группы Ассура (2,3):

.

В этом уравнении вектор стопроцентно известен и по величине В задачу кинематического анализа входит определение законов движения звеньев механизма, вне зависимости от сил, действующих на эти звенья. и по направлению (отрезок , изображающий этот вектор, уже отложен). Вектор ориентирован перпендикулярно звену , а вектор - по направляющей . Величины этих векторов неопознаны.

Согласно векторному уравнению, через конец вектора (через точку ) проводим направление вектора , а через начало вектора (через полюс ) – направление вектора . Точку скрещения обозначенных направлений обозначим . Тогда отрезки и в избранном В задачу кинематического анализа входит определение законов движения звеньев механизма, вне зависимости от сил, действующих на эти звенья. масштабе будут соответствовать скоростям поочередно и .

Измеряем эти отрезки по плану скоростей:

мм, мм;

вычисляем надлежащие скорости:

м/с;

м/с.

Скорость точки определяем по аксиоме подобия

, откуда .

По заданию , тогда мм,

где - точка на плане скоростей, соответственная точке механизма.

Откладывая отрезок на плане скоростей, повдоль отрезка В задачу кинематического анализа входит определение законов движения звеньев механизма, вне зависимости от сил, действующих на эти звенья. , получим точку . Соединяя эту точку с полюсом, получим отрезок , изображающий в масштабе вектор . Измеряем величину этого отрезка мм

и вычисляем скорость м/с.

Определяем угловую скорость шатуна 2:

с-1.

Для определения направления угловой скорости следует вектор перенести в точку механизма и поглядеть, как она в согласовании с направлением этого вектора движется относительно В задачу кинематического анализа входит определение законов движения звеньев механизма, вне зависимости от сил, действующих на эти звенья. точки . В нашем случае ориентирована против часовой стрелки.

Аналогично строим план скоростей для 2-ой группы Ассура (4,5). Составляем векторное уравнение

Вектор ориентирован перпендикулярно звену , а вектор - по направляющей . Величины этих векторов неопознаны.

Для решения векторного уравнения через конец вектора (точка ) проводим направление вектора , а через начало вектора (через полюс ) – направление вектора . Точку В задачу кинематического анализа входит определение законов движения звеньев механизма, вне зависимости от сил, действующих на эти звенья. скрещения направлений обозначим .

м/с;

м/с.

Таблица 2.1 - Сводная таблица скоростей ω4 38,83 66,14 75,76 66,14 38,83 38,83 66,14 75,76 66,14 38,83
ω2 75,76 66,14 38,83 38,83 66,14 75,76 65,72 38,83 38,83 66,14
VS4 20,0 18,05 15,01 14,0 15,01 18,05 20,0 19,31 16,13 14,0 16,13 19,31
ps4 50,0 45,12 37,53 35,0 37,53 45,12 50,0 48,27 40,33 35,0 40,33 48,27
VS2 14,0 16,13 19,31 20,0 18,05 15,01 14,0 15,28 18,05 20,0 19,31 16,13
ps2 35,0 40,33 48,27 50,0 45,52 37,53 35,0 37,53 45,12 50,0 48,20 40,33
VC 20,0 15,07 7,78 7,78 15,07 20,0 19,57 12,22 12,22 19,57
pc 50,0 37,67 19,46 19,46 37,67 50,0 48,94 30,54 30,54 48,94
VB 12,22 19,50 20,0 15,07 7,78 7,78 15,07 20,0 19,5 12,22
pb 30,54 48,94 50,0 37,67 19,46 19,46 37,67 50,0 48,94 30,54
VCA 10,25 17,46 20,0 17,46 10,25 10,25 17,46 20,0 17,46 10,25
ac 25,63 43,65 50,0 43,65 25,63 25,63 43,65 50,0 43,65 25,63
VBA 20,0 17,46 10,25 10,25 17,46 20,0 17,35 10,25 10,25 17,35
ab 50,0 43,65 25,63 25,63 43,65 50,0 43,36 25,63 25,63 43,65
№ пол

Скорость точки определяем по аксиоме подобия

, откуда .

По заданию , тогда мм.

Откладываем отрезок на плане скоростей, повдоль отрезка , получим точку и соединяем ее с полюсом.

м/с В задачу кинематического анализа входит определение законов движения звеньев механизма, вне зависимости от сил, действующих на эти звенья..

Определяем угловую скорость шатуна 4

с-1.

Для определения направления угловой скорости переносим вектор в точку механизма и смотрим, как она в согласовании с направлением этого вектора движется относительно точки . В данном положении механизма ориентирована по часовой стрелке.

Аналогичным образом строим планы скоростей для всех 12-ти положений механизма. Приобретенные значения В задачу кинематического анализа входит определение законов движения звеньев механизма, вне зависимости от сил, действующих на эти звенья. скоростей заносим в таблицу скоростей.

2.2.3 Построение плана ускорений

План ускорений строится для данного положения механизма (координата ).

Для механизма первого класса определяем ускорение точки , совершающей вращательное движение по окружности радиуса . Условно принимаем , тогда полное ускорение точки равно ее нормальному ускорению

м/с2.

Вектор ориентирован по кривошипу от точки к точке В задачу кинематического анализа входит определение законов движения звеньев механизма, вне зависимости от сил, действующих на эти звенья. (к центру вращения кривошипа).

Задаваясь масштабным коэффициентом плана ускорений м∙c-2/ мм, определяем величину отрезка , изображающего вектор на плане ускорений:

мм.

Избираем произвольную точку (полюс) и откладываем этот отрезок в обозначенном направлении.

Составляем векторное уравнение для определения ускорения точки группы Ассура 2-3:

(2.1)

Разложим ускорение на составляющие

Набросок 5 - Построение плана ускорений

, (2.2)

тогда

(2.3)

В этом уравнении В задачу кинематического анализа входит определение законов движения звеньев механизма, вне зависимости от сил, действующих на эти звенья. вектор уже вполне известен, а величина вектора рассчитывается по формуле:

м/с².

Определим величину отрезка , изображающего вектор на плане ускорений,

мм.

Векторы в уравнении (2.3) ориентированы последующим образом: , (ориентирован от точки к точке ), .

В согласовании с правой частью векторного уравнения из конца вектора откладываем вектор (т.е. от точки В задачу кинематического анализа входит определение законов движения звеньев механизма, вне зависимости от сил, действующих на эти звенья. откладываем в обозначенном направлении отрезок ), а через конец вектора (через точку ) проводим направление вектора . В согласовании с левой частью уравнения через полюс проводим направление вектора . Точку скрещения обозначенных направлений обозначим буковкой . Таким макаром, отрезки и изображают в масштабе соответственно ускорению и . Измеряем величины этих отрезков и вычисляем ускорения:

м/с В задачу кинематического анализа входит определение законов движения звеньев механизма, вне зависимости от сил, действующих на эти звенья.2;

м/с2.

Соединяя точки и , получим отрезок , который в согласовании с уравнением (2.2) изображает вектор полного относительного ускорения . Измеряем величину этого отрезка и вычисляем ускорение:

м/с2.

Определяем ускорение точки . По аксиоме подобия имеем:

,

(по заданию ), тогда мм.

Откладывая этот отрезок повдоль отрезка , получим точку . Соединяя ее с полюсом , получим В задачу кинематического анализа входит определение законов движения звеньев механизма, вне зависимости от сил, действующих на эти звенья. отрезок , изображающий вектор . Измеряем этот отрезок и вычисляем ускорение

м/с2.

Находим величину углового ускорения шатуна 2

с-2.

Для определения направления следует вектор перенести в точку механизма и поглядеть, как она в согласовании с этим вектором движется относительно точки . В нашем случае ориентировано по часовой стрелке.

Аналогично строим план ускорений для В задачу кинематического анализа входит определение законов движения звеньев механизма, вне зависимости от сил, действующих на эти звенья. 2-ой группы Аcсура (4-5).

Составляем векторное уравнение:

(2.4)

Разложив ускорение на составляющие, получим:

(2.5)

В этом уравнении вектор вполне известен, а величина вектора рассчитывается по формуле:

м/с2.

Отрезок , изображающий ускорение , на плане ускорений обусловится:

мм.

Векторы в уравнении (2.5) ориентированы последующим образом: , (ориентирован от точки к точке ), .

В согласовании с правой частью векторного В задачу кинематического анализа входит определение законов движения звеньев механизма, вне зависимости от сил, действующих на эти звенья. уравнения из конца вектора откладываем вектор (т.е. от точки откладываем в обозначенном направлении отрезок ), а через конец вектора (через точку ) проводим направление вектора .

В согласовании с левой частью уравнения через полюс проводим направление вектора . Точку скрещения обозначенных направлений обозначим точкой . Таким макаром, отрезки и изображают в масштабе соответственно В задачу кинематического анализа входит определение законов движения звеньев механизма, вне зависимости от сил, действующих на эти звенья. ускорению и . Измеряем величины этих отрезков и вычисляем ускорения:

м/с2;

м/с2.

Соединяя точки и , получим отрезок , который изображает вектор полного относительного ускорения . Измеряем величину этого отрезка и вычисляем ускорение:

м/с2.

Определяем ускорение точки . По аксиоме подобия имеем:

, откуда мм.

Откладывая этот отрезок повдоль отрезка , получим точку В задачу кинематического анализа входит определение законов движения звеньев механизма, вне зависимости от сил, действующих на эти звенья. . Соединяя ее с полюсом , получим отрезок , изображающий вектор . Измеряем этот отрезок и вычисляем ускорение:

м/с2.

Находим величину углового ускорения шатуна 4:

с-2.

Для определения направления следует вектор перенести в точку механизма и поглядеть, как она в согласовании с этим вектором движется относительно точки . В нашем случае ориентировано В задачу кинематического анализа входит определение законов движения звеньев механизма, вне зависимости от сил, действующих на эти звенья. по часовой стрелке.

2.3 Динамический синтез и анализ движения машины

В задачку данного раздела заходит определение момента инерции и размеров маховика и реального закона движения кривошипа. При расчетах реальный механизм заменяем динамической моделью.

При кинематическом исследовании механизма скорость движения исходного звена условно была принята неизменной. В реальности кинематические характеристики являются функцией действующих в В задачу кинематического анализа входит определение законов движения звеньев механизма, вне зависимости от сил, действующих на эти звенья. механизме наружных сил и масс подвижных звеньев, и определение настоящего закона движения механизма просит специального расчета, т.е. динамического исследования механизма.

При динамических исследовательских работах машин и устройств, обычно, с целью упрощения делается идеализация реальной системы, которая сводится к построению динамической модели, позволяющей абстрагироваться от определенной конструкции, но В задачу кинематического анализа входит определение законов движения звеньев механизма, вне зависимости от сил, действующих на эти звенья. при всем этом сохранить постоянными главные динамические характеристики системы.

2.3.1 Динамическая модель

Динамическую модель представим в виде вращающегося звена (звена приведения) (набросок 5) При этом это звено должно владеть таким моментом инерции Iпр и быть нагружен таким моментом силы Мпр , чтоб его закон движения совпадал с законом движения кривошипа механизма, т В задачу кинематического анализа входит определение законов движения звеньев механизма, вне зависимости от сил, действующих на эти звенья..е. обобщенная координата φм = φ1 , угловая скорость звена приведения ωм = ω1 , угловое ускорение εм = ε1 для хоть какого момента времени.

Набросок 6 - Динамическая модель

Как следует, для построения динамической модели машинного агрегата нужно все массы и моменты инерции звеньев привести к звену приведения и найти приведенный момент инерции Iпр . Равным образом все силы и моменты В задачу кинематического анализа входит определение законов движения звеньев механизма, вне зависимости от сил, действующих на эти звенья. нужно также привести к звену приведения и найти приведенный момент милы Мпр.

При построении динамической модели нужно соблюдать последующие условия динамической эквивалентности.

1. Силы либо моменты сил, приложенные к динамической модели, создают на вероятном перемещении работу, равную (за равный просвет времени) сумме работ всех сил и моментов, действующих на механизм В задачу кинематического анализа входит определение законов движения звеньев механизма, вне зависимости от сил, действующих на эти звенья. на их вероятных перемещениях. Моментальная мощность, развиваемая силами либо моментами на динамической модели, равна сумме мощностей, развиваемых всеми силами и моментами сил, действующими на механизм.

2. Динамическая модель должна владеть условной массой либо моментом инерции массы, которые при скорости модели способны развить кинетическую энергию, равную сумме кинетических энергий, развиваемых всеми В задачу кинематического анализа входит определение законов движения звеньев механизма, вне зависимости от сил, действующих на эти звенья. звеньями механизма, т. е. равную кинетической энергии механизма.

2.3.2 Определение приведенного момента сил

В качестве звена приведения принимается изначальное звено рычажного механизма, т.е. кривошип, крутящийся с угловой скоростью .

Приведенным моментом именуют условный момент (пару сил), который, будучи приложенным к звену приведения, развивает секундную мощность , равную сумме моментальных мощностей , развиваемых приводимыми силами В задачу кинематического анализа входит определение законов движения звеньев механизма, вне зависимости от сил, действующих на эти звенья. и моментами.

,

где .

В ДВС при определении Мпр обычно в качестве сил, действующих на звенья, учитываются только силы давления газов в цилиндре, т.к. силы тяжести шатунов и поршней малы, и ими третируют.

Для рассматриваемого механизма приведенный момент сил определяется:

Для определения сил давления газов в цилиндрах и по начальным В задачу кинематического анализа входит определение законов движения звеньев механизма, вне зависимости от сил, действующих на эти звенья. данным строим индикаторные диаграммы (см. набросок 7 и приложение 2) для поршней 3, 5. Масштабный коэффициент по оси м/мм. Данное наибольшее давление МПа изобразим отрезком 50 мм, тогда масштабный коэффициент для оси ординат будет Па/мм.

Набросок 7 – Определение сил давления газов в цилиндрах

Для того, чтоб легче представить процесс конфигурации сил давления на поршень В задачу кинематического анализа входит определение законов движения звеньев механизма, вне зависимости от сил, действующих на эти звенья., индикаторную диаграмму следует располагать таким макаром, чтоб положение мертвых точек на ней было аналогично расположению этих точек на кинематической схеме машины. Тогда стрелки над линиями диаграммы, совпадающие с направлением движения (ползуна), укажут, где следует определять ординату для вычисления давления.

Цикл движения поршня включает такты расширения и сжатия. При расширении В задачу кинематического анализа входит определение законов движения звеньев механизма, вне зависимости от сил, действующих на эти звенья. взорвавшаяся в цилиндре рабочая смесь перемещает поршень из в.м.т. в н.м.т. При подходе поршня к н.м.т. открываются продувочные окна в цилиндре и выпускные клапаны, и продукты горения удаляются из цилиндра в систему выхлопа, а цилиндр заполняется незапятнанным воздухом. После перекрытия поршнем В задачу кинематического анализа входит определение законов движения звеньев механизма, вне зависимости от сил, действующих на эти звенья. продувочных окон и закрытия клапанов начинается сжатие воздуха в цилиндре, заканчивающееся в в.м.т. взрывом впрыснутого горючего.

Для каждого положения по индикаторной диаграмме определяем давление газов на поршни, а потом и силу давления газов на поршни. Для примера разглядим 1-е положение . Согласно циклограмме этому положению соответствуют для обоих поршней такт В задачу кинематического анализа входит определение законов движения звеньев механизма, вне зависимости от сил, действующих на эти звенья. расширения индикаторной диаграммы, давление изображается отрезком для поршня 3 и отрезком для поршня 5.

Соответственно, для положения 1 силы давления газов на поршни будут равны , , где - данный поперечник поршня. Обработка индикаторных диаграмм ведется для всего цикла, и приобретенные значения заносятся в табл. 2.2.

Для первого положения механизма:

Н×м;

Результаты расчета заносим В задачу кинематического анализа входит определение законов движения звеньев механизма, вне зависимости от сил, действующих на эти звенья. в таблицу 2.2.

Избираем масштабные коэффициенты

Н∙м/мм; рад/мм;

и по расчётным значениям строим диаграмму (см. набросок 8, а).

2.3.3 Построение диаграмм работ

Потому что , то диаграмму работ сил движущих строим способом графического интегрирования диаграммы .

Способ графического интегрирования заключается в последующем. Плавную кривую диаграммы заменяем ступенчатой из условия равенства

Таблица 2.2 - Приведенные моменты сил В задачу кинематического анализа входит определение законов движения звеньев механизма, вне зависимости от сил, действующих на эти звенья. 12,22 -1 -754 19,5 +1 1100,3 346,3
19,5 -1 -411,6 12,22 +1 1815,6
20,0 -1 -113,7 - -1137
15,07 -1 -11 12,22 -1 -754 -765
29,5 7,78 -1 -0,76 19,5 -1 -411,6 -410,84
- 20,0 -1 -113,7 -113
7,78 +1 16,74 15,07 -1 -11 5,74
15,07 +1 220,2 29,5 7,78 -1 -0,76 219,44
20,0 +1 535,8 - 535,8
19,5 +1 1100,3 7,78 +1 16,74
12,22 +1 1815,6 15,07 +1 220,2 2035,8
+1 20,0 +1 535,8 535,8
№ п/п P3 VB cos P3^VB MnpB P5 cos P3^VС MnpС ΣMnp

площадей, на простых участках, ограниченных обеими диаграммами (набросок 8, а). Для этого нужно, чтоб на каждом участке площади заштрихованных площадок, расположенных по обе стороны кривой, были равны. Это довольно точно устанавливается на глаз В задачу кинематического анализа входит определение законов движения звеньев механизма, вне зависимости от сил, действующих на эти звенья..

Избираем на оси абсцисс слева от начала координат на случайном расстоянии точку . Соединим эту точку с точками , , и т. д. ординат ступенчатой диаграммы, лежащими на оси ординат, получим лучи ; ; и т. д.

Под диаграммой проводим оси координат диаграммы и разбиваем ось на участки, равные подходящим участкам диаграммы (см. набросок 8, б). Дальше на В задачу кинематического анализа входит определение законов движения звеньев механизма, вне зависимости от сил, действующих на эти звенья. участке проводим из начала координат отрезок , параллельный лучу ; из приобретенной точки на участке проводим отрезок параллельный и т.д. Приобретенная ломаная линия представляет собой диаграмму . Заменяем ломаную линию плавной кривой.

Набросок 8 – Построение диаграммы работ

Масштабный коэффициент определяется по формуле

Дж/мм

Для построения диаграммы работ сил сопротивления довольно соединить наклонной В задачу кинематического анализа входит определение законов движения звеньев механизма, вне зависимости от сил, действующих на эти звенья. прямой точки и диаграммы , т.к. рассматривается установившийся режим, при котором , а приведенный момент сил сопротивления принимается условно неизменным.

Дифференцируя диаграмму получаем диаграмму (из точки проводим наклонную прямую параллельно диаграмме до скрещения с осью ординат диаграммы . Приобретенная ордината обусловит величину .

2.3.4 Диаграмма приращения кинетической энергии машины с маховиком DТ В задачу кинематического анализа входит определение законов движения звеньев механизма, вне зависимости от сил, действующих на эти звенья.=f (j1) (суммарная работа)


v1-pravovoe-regulirovanie-psihiatricheskoj-pomoshi-3-kt.html
v1-proizvodstvo-i-izderzhki.html
v1-razdel-3-vospalitelnie-zabolevaniya-chelyustno-licevoj-oblasti-osobennosti-obsledovaniya.html