Построение характеристик непрерывных САУ

Техническое задание График сил сопротивления. Тип кулачкового механизма. График аналога ускорения толкателя.Исходные данные ПараметрыБуквенное обозначениеЧисловое значениеРазмеры звеньев, мY0,25Yc0 ,175Масса звеньев, кгm325m47m545Момент инерции звеньев, кгм ,02Угловая скорость кривошипа, радс Максимальная сила сопротивления, НFп.с.max6Коэффициент не равномерности хода ,05Число зубьев шестерниz111Число зубьев колесаz226Модуль зубьевm9Фазовый угол удаления, град. Фазовый угол дальнего стояния, град. Фазовый угол вращения, град. Мax ход толкателя, мhmax38Min угол подачи движения, град 2 Введение. Развитие современной науки и техники неразрывно связано с созданием новых машин, превышающих производительность и облегчающих труд людей, а также обеспечивающих средства исследования законов природы и жизни человека.

Целью создания машин является увеличение производительности и облегчение физического труда человека путем замены человека машиной.

В некоторых случаях машина может заменять человека не только его физическом, но и в умственном труде.Так, например, ЭВМ заменяют человека или помогают ему в проведения необходимых математических операций, информационные машины обрабатывают большое количество заложенной в них человеком информации и дают ему необходимые сведения и т.д. Созданные человеком машины могут управлять производственными и другими процессами по определенным, заранее установленным программам и в некоторых случаях автоматически обеспечивать процессы с оптимальными результатами.

Наконец машины могут в некоторых случаях заменять отдельные органы человека, такие, как конечности механизмы манипуляторов, протезы, искусственное сердце и др. Таким образом, понятием машины охватывается большое число самых различных объектов, применяемых человеком для своих трудовых и физических функций. 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 Полученные результаты сводим в таблицу.Таблица 4.1 Расчетная величина.012345677 Рс0536264625440120Ра505050505050505050По полученным результатам строим график . Интегрирование зависимости по обобщенной координате т.е. по углу поворота звена приведения кривошипа приводит к получению графика работы сил полезного сопротивления АСАС в случае рабочей машины и к получению графика работы сил движущих АДАД при рассмотрении машины двигателя.

В том и другом случае с целью получения наглядного результата целесообразно применять метод графического интегрирования зависимости . Для получения графика АДАД применяют метод линейной интерполяции.

С этой целью соединяют прямой начало и конец графика АС . 2. Расчет и построение графика приведенного момента инерции рычажного механизма. Расчет приведенного момента инерции производится по формуле ТЗВЕНА ПРИВЕДЕНИЯТ1 Т2 Т3 Т4 Т5 В качестве звена приведения обычно выбирается кривошип, поэтому данная формула в развернутой форме имеет вид Из формулы имеем Данная формула неудобна для практического решения задачи, поэтому е преобразуют к такому виду, чтобы можно было использовать длины отрезков с плана скоростей. При этом надо иметь ввиду С учетом этого формула принимает вид Полученные значения сводим в таблицу 012345677891011pc30162224252215706212910 p ps p Iпр01,913,233,733,983,051,810,300,284,49 8,541,09 По результатам строим график Iпр Iпр 3. Построение диаграммы энергомасс.

Построение этой диаграммы выполняют путем исключения параметра из диаграмм Т и Iпр . В результате получают диаграмму энергомасс Т ТIпр. График Iпр целесообразно расположить так чтобы ось Iпр была горизонтальной, а вертикальной.

Положение осей диаграммы энергомасс увязывают с диаграммами Т и Iпр . 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 После нахождения углов проводят две касательные к кривой Виттенбауэра, при этом они ни в одной точке не должны пересекать кривую Виттеннбауэра.

Касательные на оси Т отсекают отрезок ab , с помощью которого находится постоянная составляющая приведенного момента инерции рычажного механизма, обеспечивающая движение звена приведения с заданным коэффициентом неравномерности движения Определение частоты вращения маховика Принимаем материал маховика чугун.Определение момента инерции маховика Из последней формулы имеем Принимаем D1м. hc1.2, тогда 5.4. Определение истинных значений ускорений и скоростей кривошипа.

Для этого используем пакет MathCAD. 4. Кинематическое исследование рычажного механизма. 4.1 Задачи кинематического исследования. Задачи кинематического исследования механизма состоят в определении 1. Положений механизма в различные моменты времени. 2. Траекторий некоторых точек звеньев. 3. Величины и направления линейных скоростей и ускорений точек, угловых скоростей и ускорений звеньев. 4.2 Построение планов механизма.Задаемся масштабом принимаем оа150мм, тогда Определение размеров звеньев на чертеже Построение планов механизма.

Проводим ось, на которой находятся опоры 1 и 2. Откладываем расстояние Y. Получили точки О1 и О2. Из точки О1 проводим окружность радиусом длина кривошипа к полученной окружности из точки О2 проводим две касательные длинной . Получили два мертвых положения 7 и 1. От положения 1 разбиваем окружность на двенадцать равных частей далее от точки О2 откладываем линию длинной YC получили ось х-х. Из точки В проводим линию длинной ВС на ось х х. Таким образом, мы построили план механизма для первого положения.

Затем, поворачивая кулису О2В на 300, снова откладываем линию длинной ВС получили план механизма для второго положения и т.д. 4.3 Построение планов аналогов скоростей. 1. Определение VA1,2. Задаемся масштабом Ра150 мм, тогда 2. Определение . 3. Определение VB. Для определения VB воспользуемся теоремой подобия относительных скоростей. 4. Определение VC. После всех расчетов строим планы аналогов скоростей механизма.

Из произвольной точки полюса Р откладываем линию перпендикулярную О1А величиной Ра1,2. Получили точку а1,2. Через полюс проводим линию перпендикулярную О2А, а через точку а1,2 параллельную О2А. На пересечении поведенных линий получили точку а3. На линии Ра3, от точки а3 откладываем отрезок а3b. Далее, через полюс проводим линию параллельную х х, а из точки b параллельную СВ. На пересечении получим точку с. 7. Синтез эвольвентного зубчатого зацепления. 7.1. Задачи синтеза эвольвентного зубчатого зацепления.

Задачей синтеза зубчатого эвольвентного зацепления является выбор его основных параметров, которые наилучшим образом удовлетворяли бы кинетическим, геометрическим, прочностным и экономическим требованиям. На основании выбранных параметров производится геометрический расчет зубчатого зацепления, вычерчивание его элементов и определение его качественных характеристик. 7.2. Определение геометрических размеров зубчатого зацепления.Исходные данные z111 z229 m9 1. Определение передаточного отношения. 2. Определение коэффициента смещения инструментальной рейки для неравносмещенногорного зацепления.

Т.к. то выбор х1 и производится по 1, ст.67 в соответствие со значением z1 выбор х2 производится в соответствие со значениями z1 и z2 по 1, cт. 68. x10.66, x20.442 0.16 3. Определение угла зацепления.Определение угла зацепления производится по монограмме 1, ст.49, рис26. 4. Определение коэффициента отклонения межосевого расстояния. 5. Определение шага зацепления по делительной окружности. 6. Определение радиусов делительных окружностей. 7. Определение радиусов основных окружностей. 8 Определение радиусов начальных окружностей. 9. Определение межосевого расстояния. 10. Определение радиусов окружностей впадин. 11. Определение глубины захода зубьев. 12. Определение высоты зуба. Задаемся масштабом 13. Определение радиусов окружностей выступов колес. 14. Определение толщины зуба по делительной окружности. 7.3. Вычерчивание элементов зубчатого зацепления.

Проводим линию центров О1О2 и откладываем в выбранном масштабе межосевое расстояние аW. Из точек О1 и О2 проводим начальные окружности rW1 и rW2. Они касаются на линии центров.

Точка касания является полюсом зацепления р. Через точку р проводим общую касательную линию Т-Т. Проводим линию зацепления N-N под углом к линии Т-Т, поворачивая ее в сторону, противоположную угловой скорости шестерни.Проводим основные окружности радиусами rb1 и rb2 . Эти окружности касаются линии N-N. Точки касания обозначим буквами N1 и N2. Отрезок N1N2 есть теоретическая линия зацепления.

Затем проводим окружности делительные, головок зуба, и ножек зуба. Построение эвольвенты колеса производится следующим образом отрезок рN1 делится на равные части, на столько же частей делится и основная окружность от точки N1 вправо, получаются отрезки N1-2 , 2 -1 , 1 -0 соответственно равные отрезкам N1-2, 2-1, 1-0 на линии зацепления.Соединяем точки на основной окружности 0, 1 ,2 ,3 с точкой О1 и к радиусам О11, О12 проводим перпендикуляры, на которых откладываем такое количество отрезков, какой номер перпендикуляра.

От точки N1 влево линию зацепления делим на равные части также, как и основную окружность, получая точки 4,5,6 и 4 , 5 , 6 .Точки на основной окружности соединяем с центром О1. К радиусам восстанавливаем перпендикуляры и на них откладываем отрезки, соответствующие номеру перпендикуляра.Через засечки на перпендикулярах проводим плавную кривую, которая ограничена основной окружностью и окружностью вершин.

Эвольвентный профиль построен. Для построения профиля с другой стороны зуба сначала откладываем на делительной окружности толщину зуба S1 , а затем отмечаем середину зуба. Соединяем эту точку с центром О1. Полученная линия делит зуб пополам.Зеркально откладываем отрезки по всем окружностям и, проведя плавную кривую, получим вторую боковую поверхность зуба. Остальные зубья колеса и шестерни строятся аналогично. 7.4. Определение качественных характеристик зубчатого зацепления.

Определение коэффициента перекрытия Определение коэффициентов относительного скольжения. где Полученные результаты сводим в таблицу. Таблица 7.1 х 0N1BN1CN1DN1PN1FN1GN1HN1JN1KN1LN1N 4.18-1.38-0.44700.370.580.720.820.8950. .8090.5840.3150-0.573-1.36-1.254-4.507-8 .44-20.84- 6. Силовое исследование рычажного механизма. 6.1 Задачи силового исследования.При силовом исследовании решаются следующие задачи Определение сил действующих на звенья механизма.

Определение реакций в кинематических парах. Определение уравновешивающего момента или силы действующей на ведущее звено. 6.2. Построение плана скоростей. 1. Определение VA1,2. Задаемся масштабом Ра150 мм, тогда 2. Определение . 3. Определение VB. Для определения VB воспользуемся теоремой подобия относительных скоростей. 4. Определение VC. После всех расчетов строим планы аналогов скоростей механизма. Из произвольной точки полюса Р откладываем линию перпендикулярную О1А величиной Ра1,2. Получили точку а1,2. Через полюс проводим линию перпендикулярную О2А, а через точку а1,2 параллельную О2А. На пересечении поведенных линий получили точку а3. На линии Ра3, от точки а3 откладываем отрезок а3b. Далее, через полюс проводим линию параллельную х х, а из точки b параллельную СВ. На пересечении получим точку с. 6.3. Построение плана ускорений. 1. Определение аА1,2. О1А Задаемся масштабом построения, предварительно задавшись Пn50мм Из произвольной точки П проводим отрезок длинной 50мм параллельно О1А, затем, перпендикулярно этому отрезку проводим отрезок аn1. Далее, соединяя точки а1,2 и П получаем полное ускорение аА1,2. 2. Определение ускорения точки А3. Отрезок, определяющий ускорение на плане ускорений равен О2А Отрезок, определяющий ускорение на плане ускорений равен Пn1 O2A Поворачивая относительную скорость VA3A2 на 90 в сторону вращения и, откладывая от точки а1,2 отрезок длинной а1,2к получим точку к. Из точки к проводим линию перпендикулярную полученному отрезку.

Из полюса проводим отрезок величиной П.n1 параллельно О2А получили точку n1 Из этой точки, проводим линию перпендикулярную О2А. На пересечении двух прямых найдем точку а3. 3. Определение аВ. Для этого воспользуемся теоремой подобия относительных ускорений. 4 Определение аС. Отрезок, определяющий ускорение на плане ускорений равен аСх х Из точки n2 проводим отрезок равный bn2. С конца этого отрезка проводим перпендикуляр до пересечения с осью х х. Получили точку с. 5. Определение 6.4. Определение сил действующих на звенья. 1. Определение сил инерции действующих на звенья. 2. Определение моментов инерции действующих на звенья. 3. Определение веса звеньев. 6.5 Определение реакций в кинематических парах.

Диада 4 5. Определение реакции R43. Выбираем масштаб Составляем векторное равенство Из произвольной точки откладываем последовательно все силы и находим реакцию опоры и нормальную составляющую реакции со стороны 4 звена на третье.

Диада 2 3. Определение реакции F32. Составляем векторное равенство Из произвольной точки откладываем последовательно все силы и находим реакцию опоры. 6.6 Силовой расчет ведущего звена.

Силовой расчет ведущего звена включает в себя 1. Определение Мур. 2. Определение реакции опоры. 1. Определение Мур. 2 Составляем векторное равенство Из произвольной точки откладываем последовательно все силы и находим реакцию опоры. 6.7 Определение уравновешивающего момента с помощью теоремы Жуковского.

Если какой-либо механизм под действием системы сил, приложеных к этому механизму, находится в равновесии, то повернутый на 90 план скоростей механизма , рассматриваемыйкак твердое тело, вращающегося вокруг полюса плана и нагруженное теми же силами приложенными в соответствующих изображающих точках плана также находятся в равновесии.

Уравновешивающий момент можно найти использую рычаг Жуковского. Для этого необходимо все силы, действующие на механизм перениести на повернутый, на 90 план скоростей механизма.Т.к. переносятся только силы, а моменты нет, то мы разбиваем моменты на две силы и также переносим их на план скоростей.

Составляем уравнение равновесия. Определение Определение погрешности 8. Синтез кулачкового механизма. 8.1. Задачи синтеза кулачкового механизма.Аналоги движения тотлкателя. 1 S 0.000 S1 0.000 S2 0.000 V 0.000 A 0.000 FI 0 2 S 0.031 S1 0.969 S2 20.017 V 21.312 A 440.381 FI 6 3 S 0.245 S1 3.780 S2 38.075 V 83.163 A 837.654 FI 11 4 S 0.807 S1 8.159 S2 52.406 V 179.498 A 1152.932 FI 16 5 S 1.848 S1 13.677 S2 61.607 V 300.887 A 1355.353 FI 22 6 S 3.452 S1 19.793 S2 64.777 V 435.448 A 1425.102 FI 28 7 S 5.648 S1 25.909 S2 61.607 V 570.009 A 1355.353 FI 33 8 S 8.407 S1 31.427 S2 52.406 V 691.398 A 1152.932 FI 38 9 S 11.645 S1 35.806 S2 38.075 V 787.733 A 837.654 FI 44 10 S 15.231 S1 38.617 S2 20.017 V 849.584 A 440.381 FI 50 11 S 19.000 S1 39.586 S2 0.000 V 870.896 A 0.000 FI 55 12 S 22.769 S1 38.617 S2 -20.017 V 849.584 A -440.381 FI 61 13 S 26.355 S1 35.806 S2 -38.075 V 787.733 A -837.654 FI 66 14 S 29.593 S1 31.427 S2 -52.406 V 691.398 A -1152.932 FI 72 15 S 32.352 S1 25.909 S2 -61.607 V 570.009 A -1355.353 FI 77 16 S 34.548 S1 19.793 S2 -64.777 V 435.448 A -1425.102 FI 83 17 S 36.152 S1 13.677 S2 -61.607 V 300.887 A -1355.353 FI 88 18 S 37.193 S1 8.159 S2 -52.406 V 179.498 A -1152.932 FI 94 19 S 37.755 S1 3.780 S2 -38.075 V 83.163 A -837.654 FI 99 20 S 37.969 S1 0.969 S2 -20.017 V 21.312 A -440.381 FI 105 21 S 38.000 S1 0.000 S2 0.000 V 0.000 A 0.000 FI 110 22 S 38.000 S1 0.000 S2 0.000 V 0.000 A 0.000 FI 110 23 S 38.000 S1 0.000 S2 0.000 V 0.000 A 0.000 FI 110 24 S 38.000 S1 -0.000 S2 0.000 V -0.000 A 0.000 FI 110 25 S 37.969 S1 -0.969 S2 -20.017 V -21.312 A -440.381 FI 116 26 S 37.755 S1 -3.780 S2 -38.075 V -83.163 A -837.654 FI 121 27 S 37.193 S1 -8.159 S2 -52.406 V -179.498 A -1152.932 FI 126 28 S 36.152 S1 -13.677 S2 -61.607 V -300.887 A -1355.353 FI 132 29 S 34.548 S1 -19.793 S2 -64.777 V -435.448 A -1425.102 FI 138 30 S 32.352 S1 -25.909 S2 -61.607 V -570.009 A -1355.353 FI 143 31 S 29.593 S1 -31.427 S2 -52.406 V -691.398 A -1152.932 FI 149 32 S 26.355 S1 -35.806 S2 -38.075 V -787.733 A -837.654 FI 154 33 S 22.769 S1 -38.617 S2 -20.017 V -849.584 A -440.381 FI 159 34 S 19.000 S1 -39.586 S2 0.000 V -870.896 A 0.000 FI 165 35 S 15.231 S1 -38.617 S2 20.017 V -849.584 A 440.381 FI 170 36 S 11.645 S1 -35.806 S2 38.075 V -787.733 A 837.654 FI 176 37 S 8.407 S1 -31.427 S2 52.406 V -691.398 A 1152.932 FI 182 38 S 5.648 S1 -25.909 S2 61.607 V -570.009 A 1355.353 FI 187 39 S 3.452 S1 -19.793 S2 64.777 V -435.448 A 1425.102 FI 192 40 S 1.848 S1 -13.677 S2 61.607 V -300.887 A 1355.353 FI 198 41 S 0.807 S1 -8.159 S2 52.406 V -179.498 A 1152.932 FI 203 42 S 0.245 S1 -3.780 S2 38.075 V -83.163 A 837.654 FI 209 43 S 0.031 S1 -0.969 S2 20.017 V -21.312 A 440.381 FI 215 44 S 0.000 S1 -0.000 S2 0.000 V -0.000 A 0.000 FI 220 45 S 0.000 S1 -0.000 S2 0.000 V -0.000 A 0.000 FI 220 46 S 0.000 S1 0.000 S2 0.000 V 0.000 A 0.000 FI 360 F1 110 F2 0 F3 110 H 38.000 E 0 Rmin 52.000 TETAM 30.000 R1 52.000 B1 0.000 TETA1 -0.0 R2 52.031 B2 5.500 TETA2 -1.1 R3 52.245 B3 11.000 TETA3 -4.1 R4 52.807 B4 16.500 TETA4 -8.8 R5 53.848 B5 22.000 TETA5 -14.3 R6 55.452 B6 27.500 TETA6 -19.6 R7 57.648 B7 33.000 TETA7 -24.2 R8 60.407 B8 38.500 TETA8 -27.5 R9 63.645 B9 44.000 TETA9 -29.4 R10 67.231 B10 49.500 TETA10 -29.9 R11 71.000 B11 55.000 TETA11 -29.1 R12 74.769 B12 60.500 TETA12 -27.3 R13 78.355 B13 66.000 TETA13 -24.6 R14 81.593 B14 71.500 TETA14 -21.1 R15 84.352 B15 77.000 TETA15 -17.1 R16 86.548 B16 82.500 TETA16 -12.9 R17 88.152 B17 88.000 TETA17 -8.8 R18 89.193 B18 93.500 TETA18 -5.2 R19 89.755 B19 99.000 TETA19 -2.4 R20 89.969 B20 104.500 TETA20 -0.6 R21 90.000 B21 110.000 TETA21 -0.0 R22 90.000 B22 110.000 TETA22 -0.0 R23 90.000 B23 110.000 TETA23 0.0 R24 90.000 B24 110.000 TETA24 0.0 R25 89.969 B25 115.500 TETA25 0.6 R26 89.755 B26 121.000 TETA26 2.4 R27 89.193 B27 126.500 TETA27 5.2 R28 88.152 B28 132.000 TETA28 8.8 R29 86.548 B29 137.500 TETA29 12.9 R30 84.352 B30 143.000 TETA30 17.1 R31 81.593 B31 148.500 TETA31 21.1 R32 78.355 B32 154.000 TETA32 24.6 R33 74.769 B33 159.500 TETA33 27.3 R34 71.000 B34 165.000 TETA34 29.1 R35 67.231 B35 170.500 TETA35 29.9 R36 63.645 B36 176.000 TETA36 29.4 R37 60.407 B37 181.500 TETA37 27.5 R38 57.648 B38 187.000 TETA38 24.2 R39 55.452 B39 192.500 TETA39 19.6 R40 53.848 B40 198.000 TETA40 14.3 R41 52.807 B41 203.500 TETA41 8.8 R42 52.245 B42 209.000 TETA42 4.1 R43 52.031 B43 214.500 TETA43 1.1 R44 52.000 B44 220.000 TETA44 0.0 R45 52.000 B45 220.000 TETA45 0.0 R46 52.000 B46 360.000 TETA46 0.0 3. Структурный анализ рычажного механизма. 3.1 Задачи структурного анализа.

При структурном анализе рычажного механизма решаются следующие задачи 1. Определение числа и названия звеньев. 2. Определение класса кинематических пар и их числа. 3. Определение степени подвижности механизма. 4. Деление механизма на структурные группы определение класса, порядка и вида групп Ассура. 5. Определение класса механизма в целом. 6. Написание формулы строения механизма. 3.2 Структурная классификация механизма.

Таблица 3.1 К.П.ЗвКлассВНО10,15, вращ.НА12,15, вращ. НА232,35, пост.НВ3,45, вращ.НС5,45, вращ.НСх5,05, пост.НО23,05, вращ.Н Определение степени подвижности механизма , где W степень подвижности механизма, n число подвижных звеньев, Р5 число к.п. 5го класса, Р4 число к.п. 4го класса.

Степень подвижности данного механизма равна единице. Данный механизм имеет одно ведущее звено.

Механизм поперечнострогательного станка.

Тема 18. Вариант 2мой Вариант1Дима Содержание.

Техническое задание Введение.

Структурный анализ рычажного механизма. 3.1 Задачи структурного анализа. 3.2 Структурная классификация механизма.

Кинематическое исследование рычажного механизма 4.1 Задачи кинематического исследования. 4.2 Построение планов механизма. 4.3 Построение планов аналогов скоростей.

Динамическое исследование рычажного механизма. 5.1. Задачи динамического исследования 5.2. Определение момента инерции маховика. 5.3. Определение размеров маховика. 5.4. Определение истинных значений угловых скоростей кривошипа. 5.5. Определение истинных значений угловых ускорений кривошипа. 6. Силовое исследование рычажного механизма. 6.1. Задачи силового исследования 6.2. Построение плана скоростей. 6.3. Построение плана ускорений. 6.4. Определение сил действующих на звенья механизма. 6.5. Определение реакций в кинематических парах. 6.6. Силовой расчет ведущего звена. 6.7. Определение уравновешивающего момента с помощью теоремы Жуковского. 7. Синтез эвольвентного зубчатого зацепления. 7.1 Задачи синтеза зубчатого зацепления. 7.2 Определение геометрических размеров зубчатого зацепления 7.3 Вычерчивание элементов зубчатого зацепления. 7.4 Определение качественных характеристик зубчатого зацепления. 8. Синтез кулачкового механизма. 8.1 Задачи синтеза кулачкового механизма. 8.2 Построение диаграмм движения толкателя. 8.3 Определение минимального радиуса кулачка. 8.4 Профилирование кулачка. 9. Список литературы. 9. Список литературы. 1. Кореняко А.С. Курсовое проектирование по теории механизмов и машин.

К Вища школа, 1970г. 2. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин.

М Наука, 1988г. 3. Методические указания к курсовому проектированию по теории механизмов и машин.

Харьков.ХПИ 1990г.