Контрольная работа: Механізми

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ

ДОНБАСЬКА ДЕРЖАВНА МАШИНОБУДІВНА АКАДЕМІЯ

Кафедра ОКММ

Розрахунково-графічна робота

з дисципліни

„Прикладна механіка та основи конструювання”

Виконав:

Перевірив:

ст. гр. АВП 02-1

Кулик Є. В.

м. Краматорськ 2004г.

Зміст

1. Структурний аналіз механізму

2. Лістінг програми комплексного розрахунку механізму

3. Контроль передатних функцій механізму

4. Параметри динамічної моделі механізму

1. Структурний аналіз механізму

Визначити передатні функції механізму зображеного на схемі

Рисунок 1 – Схема механізму

Таблиця 1 –Довжини та координати ланок

1. Структурний аналіз механізму

Рисунок 2 – Схема механізму

Назви ланок:

0 – стояк;

1 – кривошип ;

2 – шатун;

3 – повзун;

4 – шатун;

5 – кривошип.

Розіб’ємо механізм на структурні елементи

Структурна формула будови механізму:

(0-1)→(2-3)₂ →(4-5)₁

Таблиця кінематичних пар

Число ступенів вільності механізму.

Для перевірки скористаємося формулою Чебишева. Оскільки механізм має одну ступінь свободи, то ми повинні отримати . У нас кількість ланок , число нижчих кінематичних пар , а вищих кінематичних пар немає: . Згідно за формулою Чебишева

W =3∙ n -2∙ p ₁ - p ₂ ,

W =3∙5-2∙7₁ -0=1,

Так як в результаті розрахунку ми отримали одну ступінь свободи, то помилки допущено не було. Механізм має одну вхідну ланку.

2. Лістінг програми комплексного розрахунку механізму

program Mechan1(output);

uses crt,graph,MPF;

{Описание меток}

{Описание констант}

const m=48;

{Описаниетипов}

{type massiv=array[1..m] of real; }

{Описаниепеременных}

var Xo,Yo,Loa,las,FIoa0g,dFi,dFir,lc:real ;

var q,jk,Mas:real ;

var i,ori,k:integer ;

var driver,mode:integer ;

var strvar:string ;

{Описаниемассивов}

var FIab_1,FIab_2,FIabg,alfasg,FIng,FIkg,FIoag,Xa,Ya,Xa_1,Ya_1,Xa_2,Ya_2,

Xn_1,

Yn_1,Xn_2,Yn_2 :massiv ;

{Описаниеиспользуемыхпроцедур}

FIn_1,FIn_2,l,Lac,h,lcc,lab,j:real ;

{POINT}

var Xb,Yb,Xb_1,Yb_1, Xb_2,Yb_2,Xc,Yc,Xc_1,Yc_1, Xc_2,Yc_2,Mc, Mc_1,Mc_2,Mpc, Mpc_1,Mpc_2:massiv ;

var Xd,Yd,Xd_1,Yd_1, Xd_2,Yd_2,:massiv ;

var Xsfd,Ysfd,Xsfd_1,Ysfd_1, Xsfd_2,Ysfd_2, Xsbd,Ysbd,Xsbd_1,Ysbd_1, Xsbd_2,Ysbd_2:massiv ;

var alfabg,alfacg,alfbdg,alffdg:real ;

r:integer ;

{ASSUR 1}

var FIbdg,FIbd_1,FIbd_2,FIacg,FIac_1,FIac_2:massiv ;

var FIfdg,FIbdr,FIfdr, Fioar,FIfd_1,FIfd_2:massiv ;

var Lbd,Lfd,Lsfd,Lsbd:real;

{OPORA}

var Xf,Yf,lf:real ;

{ZVENO}

var Xzv,Yzv,FIg,lzv:real ;

{РАЗДЕЛОПЕРАТОРОВ}

begin

driver:=detect;

{Инициализацияграфики}

initgraph (driver,mode,'');

SetBKcolor(7);

{SetTextStyle(DefaultFont, HorizDir, 1);}

{Определениепередаточныхфункций}

for i:=1 to m+1 do

begin

cleardevice; {Очисткаграфическогоэкрана}

str(i:2,strvar);

{ settextstyle(triplexfont,horizdir,2);

} outtextxy(20,20,strvar);

Xo:=0;

Yo:=0;

Loa:=60;

FIoa0g:=3.3;

dFi:=360/m;

dFir:=2*pi/m;

jk:=1;

FIoag[i]:=FIoa0g+dFi*(i-1)*jk;

str(Fioag[i]:8:4,strvar);

{ settextstyle (triplexfont, horizdir, 2);

} outtextxy (20,40, strvar);

q:=1;

Mas:=2;

setcolor(10);

kriv (Xo, Yo, Loa, FIoag[i], q, jk, Mas, Xa[i], Ya[i], Xa_1[i], Ya_1[i], Xa_2[i], Ya_2[i]);

lc:=50;

ori:=1;

opora (Xo,Yo,lc,Mas,q,ori);

{Расчет 1-ой присоединенной группы}

Lac:=270;

lcc:=40;

j:=-1;

Assur2 (Xa[i],Ya[i],Xa_1[i],Ya_1[i],Xa_2[i],Ya_2[i],-360,-120,0,

0,0,0,50,0,0,l,Lac,0,lcc,j,q,Mas, FIabg[i],FIab_1[i],FIab_2[i]);

lab:=120;

r:=5;

Point(Xa[i],Ya[i],Xa_1[i],Ya_1[i],Xa_2[i],Ya_2[i],FIabg[i],FIab_1[i],FIab_2[i],

lab,alfabg,q,Mas,r,Xb[i],Yb[i],Xb_1[i],Yb_1[i], Xb_2[i],Yb_2[i]);

{Расчет 2-ой присоединенной группы}

Lbd:=150;

Lfd:=250;

Assur1 (Xb[i],Yb[i],Xb_1[i],Yb_1[i],Xb_2[i],Yb_2[i],40,-170,0,0,0,

0,Lbd,Lfd,j,q,Mas,Fibdg[i],Fifdg[i],Fibd_1[i],Fifd_1[i],Fibd_2[i],Fifd_2[i]);

Fifdr[i]:=Fifdg[i]/180*pi;

{OPORA}

Xf:=40;

Yf:=-170;

ori:=1;

lf:=50;

Opora (Xf,Yf,lf,Mas,q,ori);

{ZVENO}

Xzv:=-360;

Yzv:=-120;

lzv:=290;

FIg:=50;

Zveno(Xzv,Yzv,FIg,lzv,q,Mas);

Point (Xa[i], Ya[i], Xa_1[i], Ya_1[i], Xa_2[i], Ya_2[i], FIabg[i], FIab_1[i], FIab_2[i],

Lac, alfacg, q, Mas, r, Xc[i], Yc[i], Xc_1[i], Yc_1[i],

Xc_2[i],Yc_2[i]);

Point (Xb[i], Yb[i], Xb_1[i], Yb_1[i], Xb_2[i], Yb_2[i], FIbdg[i], FIbd_1[i], FIbd_2[i],

Lbd,alfbdg,q,Mas,r,Xd[i],Yd[i],Xd_1[i],Yd_1[i],

Xd_2[i],Yd_2[i]);

Lsbd:=Lbd/2;

Point (Xb[i], Yb[i], Xb_1[i], Yb_1[i], Xb_2[i], Yb_2[i], FIbdg[i], FIbd_1[i], FIbd_2[i],

Lsbd,alfbdg,q,Mas,r,Xsbd[i],Ysbd[i],Xsbd_1[i],Ysbd_1[i],

Xsbd_2[i],Ysbd_2[i]);

Lsfd:=-Lfd/2;

Point(Xd[i],Yd[i],Xd_1[i],Yd_1[i],Xd_2[i],Yd_2[i],FIfdg[i],FIfd_1[i],FIfd_2[i],

Lsfd,alfbdg,q,Mas,r,Xsfd[i],Ysfd[i],Xsfd_1[i],Ysfd_1[i],

Xsfd_2[i],Ysfd_2[i]);

readkey ;

end ;

cleardevice ;

closegraph; {Переходвтекстовыйрежим}

Testuniv(m,dFir,Xa,Xa_1,Xa_2,'Xa');

testpf (m,Xa,Xa_1,Xa_2,'Xa');

Grafik(m+1,Fioag,Xa,Xa_1,Xa_2,'Xa','Xa_1','Xa_2');

testpf (m,Ya,Ya_1,Ya_2,'Ya');

Grafik(m+1,Fioag,Ya,Ya_1,Ya_2,'Ya','Ya_1','Ya_2'); }

testpf (m,Xb,Xb_1,Xb_2,'Xb');

Grafik(m+1,Fioag,Xb,Xb_1,Xb_2,'Xb','Xb_1','Xb_2');

testpf (m,Yb,Yb_1,Yb_2,'Yb');

Grafik(m+1,Fioag,Yb,Yb_1,Yb_2,'Yb','Yb_1','Yb_2');

FIbdr[i]:=Fibdg[i]/180*pi;

Fioar[i]:=Fioag[i]/180*pi;

testpf (m,FIbdr,FIbd_1,FIbd_2,'FIbdr');

Grafik(m+1,Fioar,FIbdr,FIbd_1,FIbd_2,'FIbdr','FIbd_1','FIbd_2');

testpf (m,FIfdr,FIfd_1,FIfd_2,'FIfdr');

Grafik(m+1,Fioag,FIfdr,FIfd_1,FIfd_2,'FIfdr','FIfd_1','FIfd_2');

for i:=1 to m+1 do

begin

if FIfd_1[i]>0 then

Mc[i]:=-1000 else

Mc[i]:=0;

Mpc[i]:=Mc[i]*FIfd_1[i];

end ;

Grafik(m+1,Fioag,Mc,Mc,Mc,'Mc','',' ');

Grafik(m+1,Fioag,Mpc,Mpc,Mpc,'Mpc','',' ');

testpf (m,Xd,Xd_1,Xd_2,'Xd');

Grafik(m+1,Fioag,Xd,Xd_1,Xd_2,'Xd','Xd_1','Xd_2');

testpf (m,Yd,Yd_1,Yd_2,'Yd');

Grafik(m+1,Fioag,Yd,Yd_1,Yd_2,'Yd','Yd_1','Yd_2'); }

testpf (m,Xsbd,Xsbd_1,Xsbd_2,'Xsbd');

Grafik(m+1,Fioag,Xsbd,Xsbd_1,Xsbd_2,'Xsbd','Xsbd_1','Xsbd_2');

testpf (m,Ysbd,Ysbd_1,Ysbd_2,'Ysbd');

Grafik(m+1,Fioag,Ysbd,Ysbd_1,Ysbd_2,'Ysbd','Ysbd_1','Ysbd_2');

testpf (m,Xsfd,Xsfd_1,Xsfd_2,'Xsfd');

Grafik(m+1,Fioag,Xsfd,Xsfd_1,Xsfd_2,'Xsfd','Xsfd_1','Xsfd_2');

testpf (m,Ysbd,Ysbd_1,Ysbd_2,'Ysbd');

Grafik(m+1,Fioag,Ysfd,Ysfd_1,Ysfd_2,'Ysfd','Ysfd_1','Ysfd_2');

testpf (m,Xc,Xc_1,Xc_2,'Xc');

Grafik(m+1,Fioag,Xc,Xc_1,Xc_2,'Xc','Xc_1','Xc_2');

testpf (m,Yc,Yc_1,Yc_2,'Yc');

Grafik(m+1,Fioag,Yc,Yc_1,Yc_2,'Yc','Yc_1','Yc_2');

end .

3. Контроль передатних функцій механізму

Координати точок та кути ланок, отримані графічно, порівнювали з розрахованими за допомогою розробленої програми. Контроль передатніх функцій 1-го та 2-го порядку (ПФ1 та ПФ2) виконали за допомогою процедури Testpf.pas, яка базується на порівнянні результатів, отриманих аналітичним та чисельним методами.

4. Параметри динамічної моделі механізму

Рисунок 4 – Зовнішні сили, діючи на механізм

Відмітимо центри мас ланок механізму і усі зовнішні сили, що діють на нього

Визначимо М_ПС , І_П ^' , І_П ^" :

М_ПС = G _{2 y} ∙ y_{S 2} ^' + G _{3 y} ∙ y_C ^' + G _{4 y} ∙ y_C ^' + G _{5 y} ∙ y_{S 5} ^' + M_C ∙∙φ;