Динамическая модель машинного агрегата и ее характеристики. Блок-схема исследования динамики машинного агрегата

проекции аналогов скорости точки приложения силы;

передаточная  функция от i-го звена, к которому приложен момент , к звену 1

sign()= -1 при направлении вращении звена 1 по часовой стрелке .

Для вертикального  механизма получаем:

=·sign()=

 

 

Сила в изображенном случае отрицательна. Во втором положении:

==-141,7м

Приведенный момент определяется из условия, что при установившемся режиме движения изменение кинетической энергии машины за цикл =0, т.е.

T=, и за цикл

Работа  движущих сил вычисляется по формуле:

 

Интегрирование  выполняется численным методом  по правилу трапеций

·

где шаг интегрирования в радианах

С учетом при

 

3.6.2 Определение  переменной  составляющей приведенного момента  инерции и его производной.

 

Переменная составляющая определяется из условия равенства кинетических энергий, т.е. кинетическая энергия звена привидения, имеющего момент инерции , равна сумме кинетических энергий звеньев, характеризуемых переменными передаточными функциями :

 

 

 

Разделив это выражение на , с учетом того , что ,

получим :

 

 

=0,01кг·

 

Производная  необходимая в последующем для определения закона движения звена приведения, имеет вид :

 

sign(=0,002кг·

 

 

 

 

3.6.3 Определение постоянной  составляющей приведенного момента  инерции и момента инерции маховика..

В основу расчета положен метод  Н.И. Мерцалова. Для определения изменения  кинетической энергии машины предварительно определяем работу движущих сил. Для i-гo положения:

  где  

Тогда

Изменение кинетической энергии  звеньев с постоянным приведенным моментом инерции равно :

,

где - кинетическая энергия звеньев, создающих переменную составляющую . Пометоду Мерцалова, определяется приближенно по средней угловой скорости :

 

Далее из полученного за цикл массива  значений ,находим максимальную и величины используя которые,  вычисляем максимальный перепад кинетической энергии:

 

Тогда необходимая величина , при которой имеет место вращение звена приведения с заданным коэффициентом неравномерности , равна:

 

Момент инерции маховика определяется как

приведенный момент инерции всех вращающихся масс машины (ротора, зубчатых колес, кривошипа). задано вусловии курсового проекта.

Иногда величина может оказаться больше полученного значения . Этоозначает, что не требуется установки маховика .

 

 

 

 

 

 

 

 

3.6.4 Определение закона  движения звена приведения.

С помощью зависимости , используемой при определениипостоянной составляющей приведенного момента инерции по методу Мерцалова , можно получить зависимость угловой скорости звена приведения

Для любого положения кинетическая энергия звеньев, обладающих постоянным приведенным моментом инерции , равна :

 

где

 

 

 

Угловое ускорение  определяется из дифференциального уравнения движения звена приведения:

 

 

 

 

3.6.5 Схема алгоритма программы. Исследованиединамической

нагруженности машинного  агрегата.

Рассмотренные в предыдущих параграфах материалы позволяют разработать  программу исследования динамическойнагруженности  машинного агрегата. В качестве объекта  исследования взята технологическая  машина, в которой основным исполнительным механизмом является кривошипно-ползунный механизм.

Осуществляется ввод данных (блок 1). Пример подготовки исходных данных показан в таблице. Следует обратить внимание на соответствие направления вращения кривошипа , знака F, по отношению к положительному направлению соответствующей оси координат, а также на знак величины эксцентриситета е.

В блоке 2 вычисляются угловой шаг  , , максимальная координата ползуна, и присваивается начальное значение обобщенной координате.

 Далее в цикле по (блоки 4-9) вычисляются кинематические характеристики рычажного механизма, динамические характеристики

 

кинетическая  энергия  ,работа сил сопротивления

По окончании цикла определяется приведенный момент движущих сил  ( блок 10 ).

В новом цикле (блоки 11-12) производится вычисление, ,

В подпрограмме (блок 13 ) из массива , находятся экстремальные значения , что позволяет в блоке 14 определить величины, , а также, и .

После вычисления в цикле (блоки15 и16) T,,производится печать результатов расчета (блок 17).

 

 

 

 

 

 

 

 

          нет

 да

                                       да

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поиск

 максимального и 

минимального 

элементов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.7 Обработка результатов вычислений.

 

Результаты вычислений, выполненные  на ЭВМ по приведенному ранее алгоритму  даны в распечатке, по ним на листе 1 строим следующие графики :

1. графики кинематических характеристик :, ;

 

 

=2·/180⁰=2·3,14/180⁰=0,0349 ;== = 0,026

 

== =0,0017;== =0,001;

 

 

 

	мм	мм	,мм
90	0	-31	0
60	12	-27	30
30	42	-16	49
0	79	0	50
-30	112	16	38
-60	133	27	20
-90	140	31	0
-120	133	27	-20
-150	112	16	-38
-180	79	0	-50
-210	42	-16	-49
-240	12	-27	-30
-270	0	-31	0

 

 

 

 

2. графики переменной составляющей приведенного момента инерции и его составляющих :A,B,C ;

==;

 

 

	мм	мм	,мм	,мм
90	37	15	0	48
60	51	12	11	66
30	75	4	28	95
0	81	0	30	98
-30	65	4	17	77
-60	45	12	5	56
-90	37	15	0	48
-120	45	12	5	56
-150	65	4	17	77
-180	81	0	30	98
-210	75	4	28	95
-240	51	12	11	66
-270	37	15	0	48

 

3. графики приведенных моментов движущих сил и сил сопротивления:

,;

 

== = 10;

 

	мм	мм
90	0	-20
60	106	-20
30	115	-20
0	66	-20
-30	20	-20
-60	2	-20
-90	0	-20
-120	0	-20
-150	0	-20
-180	-7	-20
-210	-28	-20
-240	-37	-20
-270	0	-20

 

4. графики работ движущих сил и сил сопротивления ,;

=== 10;

 

	мм	мм
90	0	0
60	18	-6
30	55	-13
0	85	-19
-30	98	-26
-60	101	-32
-90	101	-38
-120	101	-45
-150	101	-51
-180	100	-57
-210	94	-64
-240	83	-70
-270	76	-76

 

5. графики изменения кинетической энергии машины *Tи изменение кинетической энергии постоянной составляющей приведенного момента инерции: ;

==;

 

	мм	мм
90	0	-3
60	12	8
30	43	37
0	66	60
-30	72	68
-60	69	66
-90	63	60
-120	57	53
-150	50	46
-180	43	37
-210	31	25
-240	13	9
-270	0	-3