Синтез и анализ рычажного механизма (стр. 2 из 5)

Значение ускорения точки В на плане ускорений:

1.5 Диаграммы движения выходного звена

Диаграмма перемещения S-t строится, используя полученную из плана механизма траекторию движения точки В.

Масштабные коэффициенты диаграмм:

1.6 Определение угловых скоростей и ускорений

Угловые скорости и ускорения звеньев механизма определяем в 3-ем положении.

Угловые скорости:

Угловые ускорения:

Относительные угловые скорости:

1.7 Скорости и ускорения центров масс

Рис. 2 – Расчётная схема механизма

1.8 Аналитический метод расчёта

Кулисный механизм состоит из звеньев: кривошипа 1, кулисного камня 2, кулисы 3 и стойки.

Положение точки А определяется уравнениями:

Угол размаха кулисы можно определить по уравнению:

Скорость точки А1, принадлежащей кривошипу 1 равна:

Скорость точки А3, принадлежащей кривошипу 3 равна:

Расстояние AB:

(5)

Угловая скорость кулисы:

Продифференцируем уравнение (6) по времени:

Рис.3 – Расчетная схема кулисного механизма

Положение точки А ползуна:

Ход ползуна из первого крайнего положения:

,

Дифференцируем:

Дифференцируем:

;

1.8.1 Расчёт скоростей и ускорений на ЭВМ

Kulis ()

Const H = 0.430

Const L0 = 0.16

Const L1 =0.092

Consta = 0.27

ConstWl= 10,67

i = 2

For fl = 18 * 3.14/180 To 378 * 3.14 /180 Step 30 * 3.14 /180

Cosf3 = L1 * cos (fl) / ( ( (LI ^ 2 + L0 * LI * sin (fl)) ^ (1/2))

U31 = (cosf3 ^ 2) * (LI ^ 2 + L0 * LI * sin (fl)) / (LI ^ 2 * (cos (fl) ^ 2))

T = (LI ^ 2) + L0 * LI * sin (fl)

Q = (LI ^ 2) + (L0 ^ 2) + 2 * L0 * LI * sin (fl)

w3 = Wl * (T / Q)

up31= (L0*LI*cos (fl) * (L0^2 - LI^2)) / ( ( (L0^2) - (LI^2) + 2*L0*LI*sin (fl)) ^2)

e3= (Wl ^2) *up31

sinf3 = (L0 + LI * sin (fl)) / ( (LO ^ 2 + LI ^ 2 +2*LO*L1 * sin (fl)) ^ (1/2))

u53= (a/ (sinf3^2))

vb = w3 * u53

Worksheets (1). Cells (3, I + 1). Value = CDbl (Format (vb, "Fixed"))

Up53 = (2 *a * cosf3) / (sinf3 ^ 3)

Ab = (w3 ^ 2) * up53 + e3 * u53

Worksheets (l). Cells (8,1 + 1). Value = CDbl (Forrnat (ab, "Fixed"))

Worksheets (l). Cells (2, i). Value - 1 - 2

Worksheets (l). Cells (7, i). Value = 1-2

I = I + 1

Next fl

Worksheets (l). Cells (2, l). Value = "Vb, м/c"

Worksheets (l). Cells (3,1). Value = "Аналитические"

Worksheets (l). Cells (4,1). Value = "Графические"

Worksheets (l). Cells (7, l). Value = "ab, м/c"

Worksheets (l). Cells (8,1). Value = " Аналитические "

Worksheets (l). Cells (9, l). Value = "Графические"

Worksheets (l). Cells (l,

1). Value = "Taблица1"

Worksheets (l). Cells (l,

5). Value - "Значения скоростей Vb, м/с"

Worksheets (l). Cells (6, l). Value = "Taблица 2"

Worksheets (l). Cells (6,5). Value = "Значения ускорений ab, м/с²"

End Sub

Таблица 1.3 - Значения скоростей

Скорости	Величина скорости, м/с
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Расчётные	0	0,79	1,29	1,73	1,7	1,23	0,81	0,09	-0,96	-2,29	-2,35	-1,29	0
Графические	1,75

Таблица 1.4 - Значения ускорений

Ускорения	Величина ускорения, м/с^2
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Расчётные	12,06	5,06	2,91	2,47	-0,83	-2,79	-5,49	-8,7	-12,12	-10,83	7,41	11,96	12,6
Графические	2,5

;

Диаграммы скоростей и ускорений:

Рис.4 - Диаграмма скоростей

Рис.5 - Диаграмма ускорений

2. Силовой анализ рычажного механизма

Исходные данные:

Масса кулисы m₃=20 кг;

Масса ползуна m₅=52 кг;

Сила полезного сопротивления Q_пс=1550 Н.

Схема механизма (Рис.6).

Рис.6 - Расчётная схема механизма

2.1 Силы тяжести и силы инерции

Силы тяжести:

Силы инерции:

2.2 Расчёт диады 4-5

Выделяем из механизма диаду 4,5. Нагружаем её силами Q, U₅, G₅ и реакциями R₅₀, R₄₃.

Под действием этих сил диада 4,5 находится в равновесии.

Уравнение равновесия диады 4,5:

;

Анализ уравнения:

Q=1550H;

U₅=130H;

G₅=510,12Н.

Уравнение содержит две неизвестные, поэтому графически оно решается.

Выбираем масштабный коэффициент сил:

Вектора сил на плане сил:

Значение сил на плане сил:

;

2.3 Расчёт диады 2-3

Выделяем из механизма диаду 2,3. Нагружаем её силами G₃, U₃ и реакциями R₃₄ = - R₄₃, R₂₁, R₃₀.

Под действием этих сил диада 2,3 находится в равновесии.

Уравнение равновесия диады 2,3:

Анализ уравнения:

G₃ = 196,2 H;

U₃ = 25 H;

R₃₄ = 1680 Н.

Уравнение содержит три неизвестные, поэтому составляем дополнительно уравнение моментов сил относительно точки O₂ и находим силу R₂₁: