Структурный анализ рычажного механизма. Кинематический анализ рычажного механизма. Кинематические диаграммы, страница 6

Таблица 4.1

В результате дифференцирования уравнений (4.31) и (4.32) получают ускорения:

;                          (4.35)

.                          (4.36)

Результирующее ускорение

                                .                                                  (4.37)

Его направление определяется углом (рис. 4.2)

                                   .                                                (4.38)

Направление вектора  определяют аналогично углу  (см. табл. 4.1). Линейную скорость точки В определяют по формуле (4.5), линейное (нормальное) ускорение точки В - по формуле (4.12). Кинематическая цепь ADEрычажного механизма ДВС (рис. 2.1.1, а и 4.1) с теми же размерами элементов, что и элементов цепи АВС, будет иметь следующие значения соответствующих параметров движения в каждый момент времени: , , , , , , , . Направляющий угол шатуна 4

                                                .                                                   (4.39)

Углы расположения векторов скоростей и ускорений центра масс:

                                                 .                                                   (4.40)

Величина 180° берется как угол, на который поворачивается типовая схема АВС для ее совмещения со схемой ADE (рис. 4.1). Аналитические зависимости, приведенные в данном пункте, используются в расчетах на ПЭВМ.

Б) Компьютерные программы

Программа ТММ-1, запускаемая в системе QuickBASIC, содержит структурный, кинематический и кинетостатический анализ рычажного механизма ДВС. Кроме выполнения вычислительных и графических операций программа может выводить на экран теоретические положения по изучаемому материалу либо необходимые справочные данные при нажатии клавиши F1. Сигналом о наличии контекстной подсказки является зеленое поле строки ввода данных. Для выполнения необходимых дополнительных расчетов в полуавтоматическом режиме может быть вызван встроенный двухоконный калькулятор клавишей F2. Возврат в основную программу - клавиша ENTER.

Программа проверяет исходные данные на соответствие заданному номеру варианта (табл. 2.1.2). В случае попытки ввода других данных система требует повторения ввода. Вывод результатов на принтер выполняется выбором соответствующей позиции меню.

Вводить длины кривошипа и шатуна  необходимо в миллиметрах, а координату центра масс шатуна - в относительных величинах (0.3). Угловую скорость ω₁ вводят со своим знаком.

При составлении кинематической схемы студент должен задать любой угол положения кривошипа, кроме 0 и 180°, в узлах схемы правильно поставить кинематические пары. После составления схемы на экране демонстрируются последовательно 12 планов положений кинематической цепи АВС (рис. 4.1) с прорисовкой траектории центра масс шатуна.

На экране также последовательно изображаются:

-  таблица 1 с 12 значениями угловых параметров шатуна φ₂, ω₂ и ε₂ и графики зависимости этих параметров от угла поворота кривошипа; в таблице приводятся номера положений кривошипа в соответствии с часовым циферблатом. Положению 1 соответствует угол φ₁ = 60°, положению 2 - φ₁ = 30° и т. д.;

-  таблица 2 с 12 значениями линейных параметров ползуна х_С, ν_С и а_С и их графики;

-  таблица 3 с 12 значениями линейных скоростей v_S2 и ускорений  центра масс шатуна, их углы расположения ,  и их графики. Образцы распечаток с исходными данными по варианту 01-13 приведены на рис. 4.4.

Данные из таблицы 2 студент должен нанести на ранее построенные кинематические диаграммы  и  в масштабах  и  штриховыми линиями для сравнения графических и компьютерных результатов. Отклонения не должны превышать 5%. В масштабе , назначаемом студентом самостоятельно,  необходимо построить диаграмму .