Постановка задачи. Динамика машин с абсолютно жесткими звеньями

Динамика машин с абсолютно жесткими звеньями

Динамика как раздел механики изучает движение тел под действием сил во времени. Это очень обширный раздел, в котором рассматривается много различных задач. Здесь мы рассмотрим только одну из них.

Рассмотрим машинный агрегат, представленный на рис. 7.1, состоящий из двигателя, передаточного зубчатого механизма и исполнительного рычажного механизма. Пусть эта машина совершает установившееся движение, характеризующееся периодическими изменениями кинематических параметров движения. При этом период изменения равен рабочему циклу машины, т.е. промежутку времени, через который повторяются все фазы ее технологического процесса, соответствующему, например, времени оборота кривошипа главного рычажного механизма.

Поскольку в данном случае число степеней свободы системы W = 1, то достаточно определить закон движения одного ведущего звена. Характер же движения остальных звеньев можно будет определить методами кинематики.

Таким образом, цель исследования предварительно можно сформулировать как задачу математического моделирования движения главного вала машины под действием приложенных машинному агрегату сил и моментов с помощью уравнения движения. Результатом моделирования, т.е. решения данного уравнения, будет искомый закон движения главного вала за один оборот:

w₁ = f(j₁), (7.1)

где j₁ – угол поворота главного вала, w₁ – его угловая скорость.

К машинам, работающим в установившемся режиме, например, к технологическим машинам обычно предъявляют определенные требования по плавности хода. В частности на рис. 7.1 изображена схема механического пресса. У такой машины слишком большое торможение в процессе технологической операции может привести к снижению качества изготавливаемых деталей.

По функции (7.1) можно установить максимальное w_max и минимальное w_min значение угловой скорости. По этим данным вычисляется коэффициент неравномерности хода

d = 2 (w_max – w_min) / (w_max + w_min), (7.2)

являющийся количественной характеристикой степени отклонения угловой скорости от среднего значения. При проектировании машины, работающей в циклическом режиме обычно задается предельно допустимое значениекоэффициента неравномерности хода [ d ], и в конечном итоге должно выполняться условие:

d_факт £ [ d ] (7.3)

Если в результате моделирования окажется, что условие (7.3) не выполняется, то на главный вал машины необходимо установить маховик, момент инерции которого должен быть подобран так, чтобы (7.3) выполнилось.

Резюмируя, можно окончательно сформулировать цели исследования как математическое моделирование движения главного вала машины и обеспечение на этой основе заданной плавности хода путем подбора требуемой маховой массы.

Дата добавления: 2014-01-15