Xem mẫu
- Государственный аэрокосмический университет
им. Н. Е. Жуковского
«ХАИ»
Кафедра 202
Пояснительная записка к курсовому проэкту по ТММ:
«Проэктирование и исследование механизма выпуска и уборки
шасси»
Выполнил:
студент группы 120-К
Кононенко Андрей
Петрович
Проверил:
Фомичева Людмила
Александровна
Киев – 2004
- Оглавление
1. Структурный анализ рычажного механизма ________________________________ __ 1
2. Построение совмещенных планов механизма ________________________________ __ 1
3. Построение планов скоростей ________________________________ _______________ 2
4. Определение потребной движущей силы гидроподъёмника методом рычага
Жуковского ________________________________ ________________________________ __ 4
5. Выбор величины постоянной движущей силы гидроподъёмника ________________ 6
6. Динамический анализ механизма ________________________________ ______________ 6
6 .1. Расчёт приведённой массы механизма ________________________________ 7
6 .2. Определение закона изменения кинетической энергии механизма___________ 10
6 .3. Установление истинного закона движения механизма и времени его
срабатывания _________________________________________________________________________ 10
7. Силовой расчёт механизма уборки шасси ________________________________ _____ 14
7 .1. Построение плана ускорений ________________________________ ________ 14
7 .2. Определение реакций в КП ________________________________ __________ 16
- 1.Структурный анализ рычажного механизма
Обозначим звенья механизма:
1 – рычаг ОВ жестко связан со стойкой (ногой) ОА колеса, совершает вращательное
движение;
2 – шток с пор шнем, совершает плоское движение;
3 – цилиндр, совершает вращательно-колебательное движение;
4 – неподвижная стойка.
Степень подвижности механизма
W=3n`- 2p5 – p4
где n`= 3 – количество подвижных звеньев;
p5 = 4 – количество КП 5 -го класса (4-1, 1-2, 3-4 – вращательные КП, 2-3 –
поступательные КП);
p4 = 0 – количество КП 4-го класса;
W=3*3-2*4-1*0=1
Механизм имеет одно начальное звено
Основной механизм – звено 1 и стойка 4 (механизм I-го класса, I-го порядка)
Выделим СГ – звенья 2,3 ( II-го класса, II-го порядка, III-го вида)
Вывод: механизм убирающигося шасси – это механизм II-го класса.
2. Построение совмещенных планов механизма
Для построения совмещённых планов механизма необходимо определить недостающие
размеры.
Найдём жесткий угол рычага . По заданым начальному ( н ) и конечному ( к )
положениям ноги колеса ОА найдём угол = к - н = 800 – 00 = 800 и изобразим в
lOA 1.8
0.02 м / мм положение ноги ОАН и ОАК . Строим
l
масштабе
OA 90
окружность радиусом lOB с центром в т.D, к ней проводим из центра шарнира С
касательную и точку касания В0 соединяем с центром О. От точки касания В0 в обе
стороны откладываем дуги, центральные углы которых равны / 2 400 и отмечаем точки
ВН и ВК, соответствующие выпущенному и убранному положению шасси. Измеряем
искомый угол 1400 .
Чтобы вычертить совмещённые планы механизма, разобьём угол = к - н на 9
неравных частей. От начального положения ноги ОАН о тступаем 50 два раза и далее по 100
до конечного положения, получая,соответственно, точки 1`, 1,2,3,…,9 (АН = 1`,АК = 9). Все
построения выполняем на чертеже в выбраном масштабе l .
Полный ход штока найдём из равенства:
H = lCBK - lCBH (т.е. Н = (СВК – СВН) l ) ;
H = (92 – 67) 0,02 = 0,5 м ;
Длину цилиндра приймем равной:
l Ц 1,1Н ;
l Ц 1,1 0,5 1,16 м ;
- Длинну штока опредиляем из соотношения:
l Ш lOA 1,05Н
l Ш 1,8 1,05 0,5 1,2225м
На чертеже изображающем совмещённые планы механизма, для начального положения
указать центры тяжести звеньев 1 (т.S1), 2 (т.S2 BS2 = 0,5 lШ), 3 (т.S3BS3 = 0,5 lЦ). Центр
тяжести колпса – т.А.
BS2 = 0,5*1,2225 = 0,61м ;
BS3 = 0,5*1,16 = 0,58м.
3. Построение планов скоростей
План скоростей строится для 1`- 9 по ложений механизма.
Векторное уравнение для определения скоростей точек имеют вид:
1) V A V 0 V AO ; V 0 0; V A V AO ; V A OA ;
Задаём отрезок a 100 мм , изображающий скорость т.А в некотором (пока
м/с
неизвестном) масштабе l .
мм
2) V B V 0 V BO ; V 0 0; V B V BO ; V B OB ;
b
V
VB OB 19 OB
0,21 и B , отсюда b a
100 0,21 21мм (для всех
V A OA 90 V A a OA
V
положний механизма одинаковый). Отрезок b соответствует скорости т.В ( 1 A -
lOA
угловая скорость). Аналогично находим V S и V K (К – точка приложения силы Q)
OS1 60
s1 a ( s1 и k также для всех положений механизма
66,6 мм ;
100
OA 90
OK 45
k a 50 мм ;
100 одинаковы).
OA 90
V C2 V B V C2 B ,....V C2 B BC
3)
V C2 VC V C2C ,....V C 0;V C2C // BC
bc BS 2
BS 2 bs 2
тогда bs 2 2
Находим V S2 . Т.к. V S2 V B V S2 B и
BC
BC bc2
Отрезок s2 соответствует скорости точки S 2 и равен:
14,5 30
1 ’) s2 17,5 мм
6,6 мм
1’) bs 2
66
- 13 30
1) s 2 18 мм
6 мм
1) bs 2
67
11,5 30
2) s2 18,7 мм
5 мм
2) bs 2
69
8 30
3) s2 19,6 мм
3,3 мм
3) bs 2
72
4,5 30
4) s2 21,3 мм
1,8 мм
4) bs 2
75
1 30
5) s2 21,1мм
0,38 мм
5) bs 2
78
4 30
6) s2 21мм
1,4 мм
6) bs 2
81
7 30
7 ) s2 20 мм
2,5 мм
7) bs 2
85
11 30
8) s2 19,5 мм
3,75 мм
8) bs 2
88
12,5 30
9 ) s2 18,9 мм
4,07 мм
9) bs 2
92
bc2 CS3
Находим V S3 . Т.к. 3 2 то, V S3 3 CS 3 2 CS 3 получим s3
BC
14,5 29 1 29
1’) s3 5) s3
6,3 мм 0,37 мм
66 78
13 29 4 29
1) s3 6) s3
5,6 мм 1,4 мм
67 81
11,5 29 7 29
2) s3 7) s3
4,83 мм 2,4 мм
69 85
8 29 11 29
3) s3 8) s3
3,2 мм 3,6 мм
72 88
4,5 29 12,5 29
4) s3 9) s3
1,74 мм 3,9 мм
75 92
Итак на плане скоростей отрезки a, b, s, k , s2 , s3 выражаем в масштабе
м
l 0,02 скорости точек A, B, S , K , S 2 , S 3 соответственно. Полученные результаты
мм
для всех положений механизма сводим в таблицу 1.
- Таблица 1
1` 1 2 3 4 5 6 7 8 9
a(мм) V A 100 ------ ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- -----
b(мм) VB 21 ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- -----
s(мм) VS 66 ,6 ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- -----
k(мм) VK 50 ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- -----
s2(мм) VS 17,5 18 18,7 19,6 21,3 21,1 21 20 19,5 18,9
2
s3(мм) VS 6,3 5,6 4 ,83 3 ,2 1,74 0,37 1,4 2 ,4 3,6 3,9
3
4. Определение потребной движущей силы гидроподъёмника методом рычага
Жуковского.
К планам скоростей в точках, соответствующих точкам приложения сил на звеньях
механизма, прикладываются повёрнутые на 900 в одном и том же направлении силы Fi :G1,
G2, G3, GK, Q, действующие на звенья механизма, и движущая сила подъёмника шасси, Pn //
ВС.
Из условия статического равновесия планов скоростей, как твёрдых тел,
относительно полюса имеем M i 0 , откуда
Pпдв i i
Fh
h
Fi - силы действующие на звенья механизма ( это силы тяжести Gi mi g и
где
Н
аэродинамическая сила Q С sin . Массы звеньев mi и коэффициент С
град известны
из условия).
G3 mц g 10 9,8 98Н
G1 mн g 60 9,8 588 Н
G2 mш g 10 9,8 98Н Gк mк g 105 9,8 1029Н
1’) Q 800 sin 0 0 0 H 5) Q 800 sin 40 0 514,2 H
1) Q 800 sin 50 69,7 H 6) Q 800 sin 500 612,8 H
2) Q 800 sin 100 138,9 H 7) Q 800 sin 600 692,8 H
3) Q 800 sin 20 0 273,6 H 8) Q 800 sin 70 0 751,7 H
4) Q 800 sin 300 400H 9) Q 800 sin 800 787,8 H
hP , hi - кратчайшие расстояния от P пдв и F i до полюса (опредиляется планов скоростей).
Так, для рассматриваемого примера получим:
- G1h1 G2 h2 G3 h3 Gk hk QhQ
Pп.дв ;
hP
588 0 98 5,2 98 6,2 1029 0 0 50
1’) Pпдв 72,07 H ;
15,5
588 6,2 98 5,1 98 5,3 1029 10,6 69,7 49,8
1154,1H ;
1) Pпдв
16,5
588 11,5 98 5 98 4,5 1029 11 138,9 49,5
1479,2 H ;
2) Pпдв
17,5
588 021,5 98 2,2 98 3 1029 32 273,6 47,5
3027,9 H ;
3) Pпдв
19,5
588 32 98 1 98 2 1029 44,5 400 44,5
3938,1H ;
4) Pпдв
21
588 42 98 0,3 98 1 1029 62 514,2 40
5078,6 H ;
5) Pпдв
21,5
588 49 98 2 98 2 1029 75 612,8 34,5
6220,5 H ;
6) Pпдв
20,5
588 58 98 4,5 98 2,5 1029 87 692,8 26
7298,7 H ;
7) Pпдв
19,5
588 63 98 9 98 3,5 1029 93 751,7 17
8152,4 H ;
8) Pпдв
18
588 66,5 98 10 98 4 1029 97 787,7 9
8669,2 H ;
9) Pпдв
17
По результатам расчёта строится график изменения P п.дв в зависимости от перемещения
штока гидроподъёмника относительно цилиндра P п.дв S 23 в масштабе
Н м
8669,2 0,03
P и S2 3
57,8 0,003 .
мм мм
150 10
Перемещение штока относительно цилиндра определяется по формуле S 23 j CB j CB j 1
из плана совмещённых положений механизма, где j – положение механизма.
1’) S 23 j 0 м
1) S 23 j 67,9 66,6 0,02 0,03 м 6) S 23 j 81 78 0,02 0,06 м
2) S 23 j 69,5 67,9 0,02 0,03 м 7) S 23 j 84 81 0,02 0,06 м
3) S 23 j 72 69,5 0,02 0,05 м 8) S 23 j 87 84 0,02 0,06 м
4) S 23 j 75 72 0,02 0,06 м 9) S 23 j 90 87 0,02 0,06 м
5) S 23 j 78 75 0,02 0,06 м
Результаты р асчётов сводим в таблицу 2.
- Таблица 2
j 1` 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0
00 50 100 200 300 400 500 600 700 800
Qj (H) 0 69,7 138,9 273,6 400 514,2 612,8 692,8 751,7 787,8
h1j (мм) 0 6,2 11,5 21,5 32 42 49 58 63 66,5
h2j (мм) 5,2 5,1 5 2,2 1 0,3 2 4,5 9 10
h3j (мм) 6,2 5,3 4,5 3 2 1 2 2,5 3,5 4
hkj (мм) 0 10,6 11 32 46 62 75 87 93 97
hQj (мм) 50 49,8 49,5 47,5 44,5 40 34,5 26 17 9
hpj (мм) 15,5 16,5 17,5 19,5 21 21,5 20,5 19,5 18 17
Pn дв j (H) 72,07 1154,1 1479,2 3027,9 3938,1 5078,6 6220,5 7298,7 8152,4 8669,2
S2-3j (м) 0 0,03 0,03 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06
5. Выбор величины постоянной движущей силы гидроподъёмника.
Построенный по результатам п.4 график P п.дв S 23 показывает, что величина потребной
движущей силы изменяется в широком диапазоне. Но в конструктивном отношении более
просты и надёжны подъёмники, движущая сила которых постоянна. Установить величину
постоянной движущщей силы подъёмника можно следующим образом, учитывая, что
A FdS :
1) путём графического интегрирования графика P п.дв S 23 получить закон изминения
работы потребных движущих сил Aп.дв S 23 (см. чертёж А1). Выбераем полюсное
Дж
расстояние а = 8 0 мм . Тогда масштаб A P S23 a 57,8 0,003 80 13,87
;
мм
2) из начала координат диаграммы работ рповодим луч, касательный к графику Aп.дв S 23 .
Под углом , равным углу наклона касательной из полюса на диаграмме P п.дв S 23
проводим луч, отсекающий на оси ординат отрезок, выражаем в масштабе P минимально
возможную нагрузку Р , способную полностью убрать опору;
3) т.к. потребные движущие силы были определены без учёта сил трения в кинематических
парах, а также для создания некоторого запаса в энергии движущих сил Pдв принимается на
10% бо льше Р , т.е. Pдв P 0,1P 87 0,1 87 95,7 мм . На графике работ строим закон
изменения работы принятой движущей силы Aп.дв S 23 .
6. Динамический анализ механизма
Для установления действительного движения механизма шасси под действием
принятой движущей силы проводим динамическое исследование. Для упрощения анализа
- используется динамическая модель, которая состоит из неподвижой стойки 4 и
закреплённого на ней с помощью шарнира звена 1, совершающего вращательное движение.
Подвижное звено 1 назовём звеном приведения, а точку А – точкой приведения.
Закон движения звена приведения определяем на основании анализа законов
изменения кинетической энергии Е и его приведённой массы m’.
6.1. Расчёт приведённой массы механизма
Под приведённой массой механизма понимается условная масса m’, которая, будучи
сосредоточена в точке приведения обладает кинетической энергией, равной сумме
кинетических энергий всех звеньев механизма, т.е.
mV A2 n
( E K - кинетическая энергия кго звена)
EK (1)
2 k 1
- количество подвижных звеньев механизма, E K - кинетическая энергия звеньев
где n
механизма, определяемая по известным формулам в зависимости от вида движения звена:
mV 2
При поступательном движении - E ;
2
I 2
При вращательном движении - E ;
2
mVC I CZ 2
2
При плоском движении - E ; (где С – центр массы звена).
2 2
Для рассматриваемого примера ез соотношения (1) получим:
2
I 112 I 3 32 m2VS2 I 2 2
2
A
m mnp m1 2 2 2 (2)
VA2
VA VA VA
Момент инерции звеньев вычисляем по формулам:
I1 0,4 m1lOS 0,4 60 12 24 ;
2
2
m2l ш 10 1,22 2
I2 1,2 ;
12 12
m2lц2 10 1,16 2
I3 4,48 ;
3 3
Определение m’ по формуле (2) осуществляется с использованием планов скоростей и
данных полученных в п.3 (см. таблицу 1).
I1 12 I 1 24
=2 7,4 (для всех положений механизма)
2
lOA 3,24
VA
2 2
2
4,48 14,5 2 1,2 14,5 2
I 2 2 I 2 bc2
I 3 3 I 3 bc2
2
0,0537 0,0144
1’) 2 = 1’) =
2 2
V A2 l BC pa
1,32 2 100 2 1,32 2 100 2
VA 2 2
l BC pa
- 4,48 13 0,0403 1,2 13 0,0108
2 2
2 2
I 3 bc2 I 2 bc2
1) 1)
l pa 1,34 100 l pa 1,34 100
2 2
2 2 2 2
2 2
BC BC
I bc I bc
2 2
2 2
4,48 11,5 1,2 11,5
3 2 2 2
0,0309 0,00828
2) 2)
l pa 1,38 100 l pa 1,38 100
2 2
2 2 2 2
2 2
BC BC
I bc I bc
2 2
2 2
4,48 8 1,2 8
3 2 2 2
0,01344 0,0036
3) 3)
l pa 1,44 100 l pa 1,44 100
2 2
2 2 2 2
2 2
BC BC
I bc I bc
2 2
2 2
4,48 4,5 1,2 4,5
3 2 2 2
0,00403 0,00108
4) 4)
l pa 1,5 100 l pa 1,5 100
2 2
2 2 2 2
2 2
BC BC
I bc I bc
2 2
2 2
4,48 1 1,2 1
3 2 2 2
0,000183 0,000045
5) 5)
l pa 1,56 100 l pa 1,56 100
2 2
2 2 2 2
2 2
BC BC
I bc I bc
2 2
2 2
4,48 4 1,2 4
3 2 2 2
0,00268 0,00072
6) 6)
l pa 1,62 100 l pa 1,62 100
2 2
2 2 2 2
2 2
BC BC
I bc I bc
2 2
2 2
4,48 7 1,2 7
3 2 2 2
0,00761 0,00204
7) 7)
l pa 1.7 100 l pa 1,7 100
2 2 2 2 2 2
2 2
BC BC
I bc I bc
2 2
2 2
4,48 11 1,2 11
3 2 2 2
0,01747 0,00468
8) 8)
l pa 1,76 100 l pa 1,76 100
2 2
2 2 2 2
2 2
BC BC
I bc I bc
2 2
2 2
4,48 12,5 1,2 12,5
3 2 2 2
0,02208 0,00552
9) 9)
l pa 1,84 100 l pa 1,84 100
2 2
2 2 2 2
2 2
BC BC
2 2
10 17,5 2 10 21,12
m V 2 m ps2 m2 ps2
1’) 2 2 S = 2 0,306 0,445
5)
pa
2 2
100 2 100 2
VA pa
m ps
2 2
10 182 10 212
m2 ps2 2 2
0,324 0,441
1) 6)
pa pa
2
100 2 2
1002
m ps m ps
2 2
10 18,7 2 10 20 2
2 2 2 2
0,349 0,4
2) 7)
pa pa
2 2
100 2 100 2
m ps m ps
2 2
10 19,6 2 10 19,5 2
2 2 2 2
0,384 0,38
3) 8)
pa pa
2 2
100 2 100 2
m ps m ps
2 2
10 21,3 2 10 18,9 2
2 2 2 2
0,453 0,357
4) 9)
pa pa
2 2
100 2 100 2
- 1’) m 60 7,4 0,0537 0,306 0,0144 67,7741кг
1) m 60 7,4 0,0403 0,324 0,0108 67,7751кг
2) m 60 7,4 0,0309 0,349 0,00828 67,78818кг
3) m 60 7,4 0,01344 0,384 0,0036 67,80104 кг
4) m 60 7,4 0,00403 0,453 0,0108 67,85811кг
5) m 60 7,4 0,000183 0,445 0,00005 67,845233кг
6) m 60 7,4 0,00268 0,441 0,00072 67,8444кг
7) m 60 7,4 0,00761 0,4 0,00204 67,80965 кг
8) m 60 7,4 0,01747 0,38 0,00468 67,80215 кг
9) m 60 7,4 0,02208 0,357 0,00522 67,7846кг
Результаты расчётов сводим в таблицу 3.
Таблица 3
1` 1 2 3 4 5 6 7 8 9
I1 12 I1
=2 7,4 7,4 7,4 7,4 7,4 7,4 7,4 7,4 7,4 7,4
V A2 lOA
2
2
I 3 3 I 3 bc2
= 0,0537 0,0403 0,0309 0,01344 0,00403 0,000183 0,00268 0,00761 0,01747 0,02208
2
V A2 2
l BC pa
m ps
2
m2VS2 2 2
= 0,306 0,324 0,349 0,384 0,453 0,445 0,441 0,4 0,38 0,357
pa 2
V A2
I bc
2
2
I 2 2 2 2
= 0,0144 0,0108 0,00828 0,0036 0,00108 0,00005 0,00072 0,00204 0,00468 0,00552
l pa
2
V A2 2
BC
m1 (кг) 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60
n
m = mi (кг) 67,7741 67,7751 67,78818 67,80104 67,85811 67,84523 67,8444 67,80965 67,80215 67,7846
i 1
Примечание: приведённый момент инерции звена приведения также определяется из
равенства кинетической энергии звена приведения сумме кинетических энергий всех
звеньев механизма, т.е.
2 n
( E K - кинетическая энергия кго звена)
EK
I np
2 k 1
По данным таблицы строим графическую зависимость mS A в масштабе
кг м
67,7741
m и S A l 0,02
1,35 . Перемещение т.А определяется по
мм мм
50
формуле:
S A j OA (где - приращение угла поворота стойки колеса)
S 1 0 ;
A
S A 90 5 0,02 9 мм;
1 2
S A9 90 10 0,02 18 мм;
3
- 6.2. Определение закона изменения кинетической энергии механизма
Т.к. движущая сила подъёмника постоянна, а потребная движущая сила Pп.дв , по величине
равная силам, препятствующим движению подъёмника, переменна и зависит от положения
механизма, то разность работ этих сил обуславливает изменение кинетической энергии
звеньев механизма,
(величина E опредиляется вычитанием из ординаты графика Aдв
E Aдв Ап.дв
ординат криво й Aп.дв и построение кривой E S 23 - см. чертёж А1).
1’) E 0 мм 5) E 90 46,3 43,7 мм
1) E 11,8 1,5 10,3мм 6) E 114 70,2 43,8 мм
2) E 23,7 4,1 19,6 мм 7) E 114 99 39 мм
3) E 42 11,5 30,5 мм 8) E 162 132 30 мм
4) E 65 21,4 43,6 мм 9) E 186 168 18 мм
Дж
Масштаб E A a S23 P 80 0,003 57,8 13,872 .
мм
6.3. Установление истинного закона движения механизма и времени его
срабатывания
Из выражения кинетической энергии динамической модели механизма с точкой приведения
mV A2
E
А: (4)
2
Посредством ранее построенных диаграмм изменения кинетической энергии E S 23 и
приведённой массы mS A можна определить истинные скорости точки приведения во всех
положениях механизма. Из (4) имеем:
2 yE E
2E
VA
m y m m
где y E - ордината диаграммы кинетической энергии;
y m - ордината диаграммы приведённой массы в соответствующих положениях
механизма ;
E , m - масштабы этих диаграмм;
1’) V A 0 м / с 2 30,5 13,872
3,512 м / с
3) V A
2 10,3 13,872 67,80104
2,053м / с
1) V A
67,7751 2 43,6 13,872
4,222 м / с
4) V A
2 19,6 13,872 67,85811
2,832 м / с
2) V A
67,78818
- 2 43,7 13,872 2 30 13,872
4,227 м / с 3,503м / с
5) V A 8) V A
67,84523 67,80215
2 43,8 13,872 2 18 13,872
4,232 м / с 2,714 м / с
6) V A 9) V A
67,8444 67,7846
2 39 13,872
3,994 м / с
7) V A
67,80965
Зная истинную скорость точки приведения в каждом положении и величину отрезка,
изображающего её на соответствующем плане скоростей можно определить масштаб
каждого из планов скоростей. Результаты этих вычислений сводим в таблицу 4.
VA
V . Зная масштаб планов скоростей, можно определить скорость любой точки
a
механизма.
м м
4,227
1’) V 0 5 ) V 0,04227
с мм с мм
100
м м
2,053 4,232
1 ) V 6 ) V
0,02053 0,04232
с мм с мм
100 100
м м
2,832 3,994
2 ) V 7 ) V
0,02832 0,03994
с мм с мм
100 100
м м
3,512 3,503
3 ) V 8 ) V
0,03512 0,03503
с мм с мм
100 100
м м
4,222 2,714
4 ) V 9 ) V
0,04222 0,02714
с мм с мм
100 100
Таблица 4
1` 1 2 3 4 5 6 7 8 9
yE 0 10,3 19,6 30,5 43,6 43,7 43,8 39 30 18
y m 50 50,018 50,028 50,037 50,079 50,70 50,069 50,044 50,038 50,028
V Ai 0 2,053 2,832 3,512 4,222 4,227 4,232 3,994 3,503 2,714
a 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
i
Vi 0 0,02035 0,02832 0,03512 0,04222 0,04227 0,04232 0,03994 0,03503 0,02714
По результатам вычислений строим график V A S A изменение скорости точки приведения
(см. чертёж форматом А1).
Полное ускорение точки приведения состоит из нормального и тангенциального:
- V A2
n
n
где W
W A W W , A
A A
lOA
4,227 2
м м
n n
1’) W A 0 5) W A 9,9264 2
с2 с
1,8
2,0532 м 2
n
м
4,232
n
2,3415
1) W A 9,9499 2
6) W A
с2
1,8 с
1,8
2,8322 м 3,9942
n
м
n
4,4556 2
2) W A 8,8622 2
7) W A
с
1,8 с
1,8
3,5122 м 2
n
м
3,503
n
6,8523 2
3) W A 6,8172 2
8) W A
с
1,8 с
1,8
4,2222 м 2,7142
n
м
n
9,9029 2
4) W A 4,0921 2
9) W A
с
1,8 с
1,8
Тангенциальное ускорение можно расчитать следующим образом:
dV A dVA dS A dVA
WA VA ;
WA ;
dt dS A dS A
dt
dVA
S A
Графическим дифференцированием графика V A S A можно построить диаграмму
dS A
и р асчитать положение механизма.
При графическом дифференцировании выбираем полюсное расстояние a 50 мм ,
м2
V 0,0705
тогда масштаб dVA 0,0705
с мм
S A a 0,02 50
dS A
dVA
V A y dVA yVA V
WA
dS A dS A
м м
1’) W A 0 5 ) W A 1,5 0,0705 4,227 0,447
с2 с2
м м
6 ) W A 1 0,0705 4,232 0,2983
1) W A 83 0,0705 2,053 12,0131
с2 с2
м м
7 ) W A 15 0,0705 3,994 4,2236 2
2) W A 36 0,0705 2,832 7,1876 2
с с
м м
8 ) W A 26 0,0705 3,503 6,4209 2
3) W A 14 0,0705 3,512 3,4663 2
с с
м м
9 ) W A 33 0,0705 2,714 6,3141 2
4) W A 4,5 0,0705 2,053 1,3394 2
с с
- dVA
y - ордината графика yVA - ордината графика V A ;
;
dS A
dVA и V - соответствующие масштабы;
dt
Располагая законом изменения скорости точки приведения V A S A и зная её полное
перемещение, можно определить время затрачиваемое на уборку механизма шасси.
Имеем
SA
dS dS 1
VA A dt A T dS A
тогда, и V
VA
dt 0 A
Время срабатывания механизма получаем графическим интегрированием диаграммы
с
1 0,1314
, построенной в масштабе 1 0,02628
изменения величины
м мм
5
VA VA
с с
1 1 1
0 0,2365
1’) 5)
м м
VA VA 4,227
с с
1 1 1 1
0,487 0,2362
1) 6)
м м
VA 2,053 VA 4,232
с с
1 1 1 1
0,353 0,250
2) 7)
м м
V A 2,832 VA 3,994
с с
1 1 1 1
0,284 0,285
3) 8)
м м
V A 3,512 VA 3,503
с с
1 1 1 1
0,2368 0,368
4) 9)
м м
V A 4,222 VA 2,714
T 1 S A a 0,027 0,02 60 0,0324
VA
Результаты вычислений сводим в таблицу 5. Наибольшая ордината графика T S A
показывает время уборки шасси, т.е.
Tmax yTmax T 235 0,0324 7,614с
Таблица 5
1` 1 2 3 4 5 6 7 8 9
V A = yVA V 0 2,053 2,832 3,512 4,222 4,227 4,232 3,994 3,503 2,714
dV A
= y dVA 0 5,8515 2,538 0,987 0,3172 0,1057 - 0,0705 - 1,0575 - 1,833 - 2,3265
dS A dS A
WA 0 12,0131 7,1876 3,4663 1,3394 0,447 - 0,2983 - 4,2236 - 6,4209 - 6,3141
2
V
W An A
0 2,3415 4,4556 6,8523 9,9029 9,9264 9,9499 8,8622 6,8172 4,0921
l OA
T yT T 0 0,826 1,393 2,3004 3,1104 3,985 4,827 5,767 6,933 7,614
- 7. Силовой расчёт механизма уборки шасси
В основе силового расчёта лежит метод кинетостатики. Целью расчёта является,
определение реакций в кинематических парах механизма и величины уравновешивающего
момента на ведущем звене. Нагрузки действующие на механизм, - это силы тяжести
звеньев
Gi , аэродинамическая сила и силы инерции. Величины и направление сил инерции
находим с помощью плана ускорения. Реакции в кинематических парах групп Ассура
определяем из условия равновесия той или иной группы Ассура или её определённых
звеньев. Расчёт начинаем с последней в порядке наслоения СГ. В последнюю очередь
выполняем расчёт основного механизма для определения реакций в его КП и величины
уравновешивающего момента. Силовой расчёт механизма проведём в положении (1).
VA 2,053 1
Угловая скорость звена 1: 1 1,1405
с
lOA 1,8
W 12,0131 1
Угловое ускорение звена 1: 1 A 6,6739 2
lOA 1,8 c
Построение плана ускорений
7.1.
n
W A W A W A - эти величины известны (см. табл. 5)
W An м
2,3415
Выбираем масштаб W 0,058 2
a с мм
40
n
Из полюса проводим отрезок a соответствующий WA , затем a a a n ,
n
n n
соответствующий W A . Отрезок a соответствует W A .
W A 12,0131
1) a a 207,12 мм
n
W 0,058
a ~ WA 213мм
n n
W B || ОВ, W B ОВ
2) W B W B W B ,
WB WBn WB OB
;
W A W An WA OA
a OB 40 20
b ~ W n
n
9 мм
B
n
OA 90
bbn ~ W B aaOAOB 207,90 20 46 мм
12
n
b ~ W B 39 мм
- WC2 WC WCcor WCr2C
2C
3)
n
W C2 WB WC2 B WC2 B
2
2 l BC 0,6962 66
n n
31,9 мм
WC2 B || BC , WC2 B
W 0,058
2 2 VC 2C sin 900 2 0,696 17 1
cor
23,6 мм
W C 2C
W 0,058
Направление WCc2C определяем по правилу Жуковского:
or
WCcor ~ k на плане W
2C
4) Определяем ускорение центров тяжести звеньев 1,2,3 (т.е. ускорение точек S1 , S 2 , S 3 )
W A a OA
, то на отрезке a находим положение точки s1 .
а) Т.к.
WB s1 OS1
a OS1 213 58
Отрезок s1 сответствует W S1
137,9 мм
OA 90
б) WS2 WB WSn2 B WS2 B
WS2 B
WSn2 B BS 2
;
n
W W BC
C2 B C2 B
WCn2 B BS 231,9 31
n
15 мм
W S2 B
BC 66
WC2 B BS 2 47 31
WS2 B 22 мм
BC 66
и WS2 B известны, то на плане ускорений находим точки S 2 n и S 2 . Отрезок s
WSn2 B 2
соответствует ускорению WS2 .
n
WS3 WC WS3 WS3
в)
WC 0
3 CS 3 0,696 28,5
WSn3 19,8 мм
W 0,058
WC2 B CS3 47 28,5
20,2 мм
WS3
BC 66
На плане ускорений находим точки s3n и s3 . Отрезок s3 соответствует WS3 .
Из плана ускорений находим :
WC2 B
м 47 1
W A aW 213 0,058 54,3 2 2 3 0,712 2
с
с BC 66
- м
WS1 s1 W 138 0,058 8,004
с2
м
WS2 s W 76,5 0,058 4,437 2
2
с
м
WS3 s3 W 29 0,058 1,682 2
с
7.2. Определение реакций в КП
Величину усилий, действующих в подвижных соединениях звеньев, найдём безучёта сил
трения, используя метод кинетостатики. За основной механизм приймем хвостовую опору
(ногу шасси с неподвижной стойкой). Расчёт начнём с последней в порядке наслоения
структурной группы, состоящей из што ка с поршнем и цилиндра. Вычерчиваем в
м
масштабе l 0,02 основной механизм и СГ в исследуемом положении (1). К
мм
звеньям приложим внешние силы, реакции в КП и силы инерции.
J k mk W A 105 12,354 1297,17 H
Колесо:
J 1 m1 WS1 60 8,004 480,24 H
Стойка:
M 1j I1 1 24 0,133 3,192H м
J 2 m2 WS2 10 4,437 44,37 H
Шток:
M 2j I 2 2 1,2 0,712 0,8544H м
J 3 m3 WS3 10 1,682 16,82 H
Цилиндр:
M 3j I 3 3 4,48 0,712 3,189 H м
Примечание: если силы инерции и моменты сил инерции малы по сравнению с Pдв , то
ими
можно пренебречь.
Уравнение кинетостатики для определения реакций в КП можно составлять начиная
с рассмотрения СГ (звенья 2 и 3).
79,89 H
Т.к. уравнения решаются графически, выбераем масштаб F 1,45 для
мм
55
построения планов сил.
1. Рассмотрим СГ (звено 1 и 2):
M C F k 0 .
Находим R 21 :
R 21 BC G 2 ( BC BS 2 ) G 3 CS3 J 2 20 l J 3 9,5 l 0
-
R 21 66 98 (66 31) 98 28 44,37 10,5 0,02 16,82 12,5 0,02 0
R 21 79,89 Н
2. Рассмотрим звено 2. Строим план сил
n
R 21 9 1,45 13,05 H
R 23 156 1,45 226,2 H
98
67,5 мм
G2
1,45
3. Рассмотрим звено 3. Строим план сил
Н
5635,5
Pдв 28,17
мм
200
98
3,5 мм
G3
28,17
226,2
8,02 мм
R 32
28,17
n
R 34 197 3,757 740,13H
R 34 30 3,757 112,71H
R 32 R 23
4. Рассмотрим основной механизм
Н
69,7
Q 6,97
мм
10
n
n
R12 R21 ; R12 R21
13,05
n
1,87 мм
R12
6,97
79,89
11,46 мм
R12
6,97
588
84,36 мм
G1
6,97
1029
147,63мм
GК
6,97
480,24
68,901мм
J1
6,97
R14 267,5 6,97 1864,47 Н
Для определения M ур составляем уравнение моментов относительно т.О
М О FK 0
-
M ур R12 hR l R12 hR n l M 1j Q hQ l G1 hG1 l GK hGK l
n
12 12
j1 h j1 l j K h jK l ;
M ур 79,89 11 0,02 13,05 16,5 0,02 3,192 69,7 39 0,02 588 6 0,02
1029 11 0,02 480,24 56,5 0,02 1297,17 88 0,02 3197,23Н
nguon tai.lieu . vn