Механизм поперечнострогательного станка

5. Динамическое исследование рычажного механизма.

1. Задачи динамического исследования.

Динамический анализ включает в себя следующие основные задачи:

. Расчет и построение графика приведенного момента сил полезного сопротивления.

. Построение графика работ сил полезного сопротивления и сил движущих.

. Построение графика разности работ сил движущих и сил полезного сопротивления.

. Расчет и построение графика приведенного момента инерции рычажного механизма.

. Построение кривой Виттенбауэра.

. Расчет и построение графика истинной угловой скорости кривошипа.

. Расчет и построение графика истинного углового ускорения кривошипа.

5.2 Определение момента инерции маховика.

1). Расчет и построение графика приведенного момента сил полезного сопротивления.

Значение приведенного момента определяем по формуле:

[pic].

Полученные результаты сводим в таблицу.

Таблица 4.1 |Расчетная |0 |1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 |7' | |величина. | | | | | | | | | | |[pic] |0 |636 |744 |768 |744 |648 |480 |144 |0 | |Рс |0 |53 |62 |64 |62 |54 |40 |12 |0 | |Ра |50 |50 |50 |50 |50 |50 |50 |50 |50 |.

По полученным результатам строим график [pic].

Интегрирование зависимости [pic] по обобщенной координате (т.е. по углу поворота звена приведения-кривошипа) приводит к получению графика работы сил полезного сопротивления АС=АС ([pic]) в случае рабочей машины и к получению графика работы сил движущих АД=АД ([pic]) при рассмотрении машины двигателя. В том и другом случае с целью получения наглядного результата целесообразно применять метод графического интегрирования зависимости [pic]. Для получения графика АД=АД ([pic]) применяют метод линейной интерполяции. С этой целью соединяют прямой начало и конец графика АС ([pic]).

2). Расчет и построение графика приведенного момента инерции рычажного механизма.

Расчет приведенного момента инерции производится по формуле:

ТЗВЕНА ПРИВЕДЕНИЯ=Т1+ Т2+ Т3+ Т4+ Т5.

В качестве звена приведения обычно выбирается кривошип, поэтому данная формула в развернутой форме имеет вид:

[pic].

Из формулы имеем.

[pic].

Данная формула неудобна для практического решения задачи, поэтому её преобразуют к такому виду, чтобы можно было использовать длины отрезков с плана скоростей. При этом надо иметь ввиду:

[pic].

С учетом этого формула принимает вид.

[pic].

Полученные значения сводим в таблицу: | |0 |1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 |7 |8 |9 |10 |11 | |pc3|0 |16 |22 |24 |25 |22 |15 |7 |0 |6 |21 |29 |10 | |pb |0 |52 |59 |61 |61 |57 |44 |21 |0 |27 |111|140|50 | |bc |0 |15 |9 |6 |2 |10 |13 |10 |0 |12 |29 |10 |17 | |ps4|0 |55 |59 |62 |63 |56 |41 |18 |0 |23 |106|141|49 | |pc |0 |54 |62 |63 |63 |54 |59 |16 |0 |21 |102|142|53 | |Iпр|0 |1,9|3,2|3,7|3,9|3,0|1,8|0,3|0 |0,2|4,4|8,5|1,0| | | |1 |3 |3 |8 |5 |1 | | |8 |9 |4 |9 |.

По результатам строим график Iпр= Iпр ([pic]).

3). Построение диаграммы энергомасс.

Построение этой диаграммы выполняют путем исключения параметра [pic] из диаграмм [pic]Т ([pic]) и Iпр ([pic]). В результате получают диаграмму энергомасс [pic]Т ([pic]) =[pic]Т (Iпр). График Iпр ([pic]) целесообразно расположить так чтобы ось Iпр была горизонтальной, а [pic]-вертикальной. Положение осей диаграммы энергомасс увязывают с диаграммами [pic]Т ([pic]) и Iпр ([pic]). После нахождения всех точек диаграммы энергомасс их соединяют сплавной линией, в результате чего получается кривая Виттенбауэра.

5.3. Определение размеров маховика.

Углы наклона касательных к кривой Виттенбауэра определим по формулам:

[pic].

После нахождения углов проводят две касательные к кривой Виттенбауэра, при этом они ни в одной точке не должны пересекать кривую Виттеннбауэра. Касательные на оси [pic]Т отсекают отрезок ab, с помощью которого находится постоянная составляющая приведенного момента инерции рычажного механизма, обеспечивающая движение звена приведения с заданным коэффициентом неравномерности движения:

[pic];

[pic].

[pic].

Определение частоты вращения маховика:

[pic].

Принимаем материал маховика-чугун.

Определение момента инерции маховика:

[pic];

Из последней формулы имеем.

[pic].

[pic].

Принимаем D=1м. h/c=1.2, тогда[pic].

[pic].

[pic].

[pic].

4. Определение истинных значений ускорений и скоростей кривошипа.

Для этого используем пакет MathCAD. [pic] [pic] [pic] ———————————- [pic].

[pic].

[pic].

[pic].

[pic].

[pic].

[pic].

[pic].

[pic].