Proiect Mecanisme 2

8/2/2019 Proiect Mecanisme 2

1/16

UNIVERSITATEA DUNREA DE JOSFACULTATEA DE MECANIC

Student:Anul III Grupa:

-2000-


2/16

TEMA DE PROIECTLa mecanismul, reprezentat schematic n figur se cunosc:

uDEFmmmmmlball

55432131,,,,,,,,, (fora rezistent util la elementul 5) ,, 1n (gradul

de neregularitate a micrii,admis)i modul de distribuie a maselor barelor pelungimea lor .

NF

NF

rotn

mb

ma

ml

ml

mlml

p

U

500

2500

min/15

39,0

2,1

25,0

1,1

06,019,0

5

5

1

4

3

2

1

=

=

=

=

=

=

=

=

=

Se cer:1. Configuraia grafic a mecanismului pentru 1 =300 i numai poziiile

punctelor DBA ,, din 30 n 30 ( = 30 ).2. Rezolvarea analitic a configuraiei pentru cele 12 poziii.3. Rezolvarea , prin metoda grafo-analitic a vitezelor i acceleraiilor punctelor

principale, pentru poziia desenat a mecanismului.4. Rezolvarea prin metod analitic a cmpului de viteze pentru cele 12 poziii

5 5. Calculul momentului de inerie al masei reduse la elementul 1 .6 6. Calculul momentului redus la elementul 1.

7. Calculul energiei cinetice n funcie de poziiile mecanismului.8. Alegera motorului electric i a reductorului de vitez.9. Calculul momentului de inerie al volantului .10. Analiza micrii n faza de pornire n sarcin.11. Reprezentrile grafice: ( ) ( ) ( ) ( ) ( )1111

*

11

*

11

*

1;;;; JEMJ .

1.REPREZENTAREA LA SCAR A SCHEMEI MECANISMULUI

Pentru desenarea schemei mecanismului se admite scara de reprezentare pentru

lungimi , 7/11 =S , asfel c:mmSlCA 27/ 11 ==

mml 92 = mmSlOB 171/ 13 ==

mmSlBD 35/ 14 == ( ) mmSbaOC 157/ 1 ==

Se traseaz cercul de raz OA(traiectoria puntului A)i se mparte n 12 pricomform pasului unghiular dat.

Din punctul C se duc semidrepte prin punctele de divizare pn la intersecia cuarcul de cerc cu raza CB (traiectoria punctului B)i rezult cele 12 poziii alepunctului B.


3/16

2.REZOLVAREA ANALITIC A CONFIGURAIEI PENTRU CELE 12POZIII ALE MECANISMULUI

Se consider sistemul de axe cu originea n articulaia din O. Proieciile pe axeale barelor mecanismului determin coordonatele punctelor A i B.

Y

OA

Y

OA

Y

X

OA

X

OA

X

YXOA

YYYY

xxx

y

x

OAL

OAL

lOB

OAL

OAL

lOB

OAOAL

CACAOCOA

CAOCOA

lCAlCA

*1

*

*1

*

7,0

cos2,0

sin2,0sincos2,0cos

3

3

22

1

111

111

==

==

+=

+=+=

=+=

== ==

Rezultatele calculelor sunt sistematizate n tabelul 1.

.POZ1

XOA

YCA

YOA

OAL

XOB

YOB dY dX

1. 30 0,165 0,095 0.905 0,920 0,197 1,082 1,2 -0,024

2. 60 0.095 0,165 0.975 0,979 0,107 1,095 1,2 -0,120

3. 90 0 0,190 1,000 1,000 0 1,100 1,2 -0,229

4. 120 -0.095 0,165 0.975 0,979 -0,107 1,095 1,2 -0,334

5. 150 -0,165 0,095 0.905 0,920 -0,197 1,082 1,2 -0,417

6. 180 -0,190 0 0,810 0,832 -0,251 1,071 1,2 -0,4657. 210 -0.165 -0,095 0,715 0,734 -0,247 1,072 1,2 -0,461

8. 240 -0,095 -0,165 0,645 0,652 -0,160 1,088 1,2 -0,384

9. 270 0 -0,190 0,620 0,620 0 1,100 1,2 -0,229

10. 300 0,095 -0,165 0,645 0,652 0,160 1,088 1,2 -0,063

11. 330 0.165 -0,095 0,715 0,734 0,247 1,072 1,2 0,032

12. 360 0,190 0 0,810 0,832 0,251 1,071 1,2 0,037

3.REZOLVAREA GRAFIC A C MPULUI DE VITEZE I ACCELERAIIPENTRU POZIIA DESENAT

3.1 REZOLVAREA VITEZELOR

Se ncepe cu calculul vitezei punctului A de pe elementul conductor aflat nmicare de rotaie


4/16

OAVA

*1

= OAV

A ; smlVA /298,019,0*57,1* 11 ===Deoarece vectorul AV urmeaz a fi reprezentat grafic este necesar s se aleag o

scar de reperzentare pentru vitez.Pentru = mmsmSV */01,0 modulul vectorului vitez :

mmSVV VAA 8,29041,0

298,0/ ===

Punctul A aparine i patinei 2 iar instantaneu are un corespondent i peelementul 3,ce se va nota cu 3A .

33 AAAAVVV +=

Acest ecuaie vectorial are dou necunoscute : modulele celor dounecunoscute.

Direciile lor sunt cunoscute : OAVA3 i 3AAV || OA astfel c ecuaia se rezolv grafic.

Se reprezint vectorulA

V

,i apoi prin origine i extremiti se duc dreptele1

||OA i OA2 .Se msoar pe desen mmVA 243 = i 3AAV mm22= .Se calculeaz scalarii acestor viteze : smSVV VAA /24,001,0*24*33 ===

sradLV

smSVV

OAA

VAAAA

/36,0685,0

24,0/

/2,001,0*20*

3

33

3 ===

===

Se calculeaz viteza punctului B aflat n micare de rotaie, cu centrul m O .

OBV

OBV

B

B

= *3

BV sml /396,01,1*36,0* 33 ===

OBV

VVV

B

BDDB

+=

DV ||ED

DBVBD

mmSVV VBB 6,3901,0

396,0/ ===

srad

sradlVlV

smSVVmmV

smSVVmmV

BDBD

VBDBDBD

VDDD

/28,0

/28,025,0

07,0/*

/07,001,0*7*7

/42,00,0*42*42

4

4444

=

====

====

====

3.2 REZOLVAREA ACCELERAIILOR

Se rezolv ca la cmpul de viteze. Se ncepe cu punctul A aparinnd manivelei:t

A

n

aAaaa +=

n

Aa || CA Sensul vectorului acceleraie normal este spre centrul de rotaie.CAa t

A


5/16

mmSaa

a

smla

anA

nA

tA

n

A

4701,0

47,0/

0

/47,019,0*57,1 2212

1

===

=

===

Fa de sistemul de referin mobil (transportorul 3) acceleraia are

componentele :de transport, relativ i complementar.

C

AAAA

t

A

n

AA

C

AAAAAA

aaaaa

aaaa

A 3333

333

+++=

++=

Ecuaia vectorial are dou necunoscute: modulele vectorilor tAa 3 i 3AAa22

3/085,0*

3smLa CA

n

A == ;n

Aa

3|| OA

2

3/144,02,0*36,0*2**2

33smVa AA

C

AA ===

mmSaa

S

aAA

a

47/

01,0

==

=

2

333

2

2

/627,0685,0

43,0/*

/45,001,0*45*45

/43,001,0*43*43

144/

47/

33

333

333

33

3

sradOAaOAa

smSaamma

smSaamma

mmSaa

mmSaa

t

A

t

A

aAAAAAA

a

t

A

t

A

t

A

a

C

AA

C

AA

a

n

A

n

A

====

====

====

==

==

n mod similar se procedeaz n punctul B:

BDDB

t

B

n

BB

aaa

aaa

+=

+=

t

BD

n

BDD

t

B

n

Baaaaa ++=+

n

Ba ||OB 2323 /14,0* smla nB ==

OBa tB 233 /689,0* smla

t

B == n

BDa ||DB 24

2

4/019,0* smla nBD ==

Da ||ED DBa

t

BD

mmSaa anB

nB 28/ ==

2

4444

2

2

/6,1125,0

9,2/*

/9,2005,0*58*58

/8005,0*160*160

4/

136/

sradlala

smSaamma

smSaamma

mmSaa

mmSaa

t

BD

t

BD

a

t

BD

t

BD

t

BD

aDDD

a

n

BD

n

BD

a

t

B

t

B

====

====

====

==

==

4.REZOLVAREA VITEZELOR ANALITIC


6/16

0

100

YX

A

CACA

kji

V =

De unde se deduc :

1.XXAY

YYAX

CACAV

CACAV

*57,1*

*57,1*

1

1

==

==

X

Y

AY

AX

CA

CA

V

V = *

1

Se scriu relaiile :

Y

X

OA

AA

X

Y

AY

AX

OA

AA

A

OA

OA

L

V

OA

OA

V

V

OAL

VOAV

**

**

3

3

3

3

+

=

+=

Rezolvnd sistemul se obin:

( )

( )AYYAXX

OA

AA

AXYAYX

OA

VOAVOAL

V

VOAVOAL

***1

***1

3

23

+=

=

Relaia devine:

X

Y

BY

BX

OB

OB

V

V = *3

De unde se deduc:

X

YDX

BY

BX

XBY

YBX

DB

DBV

V

V

OBV

OBV

+=

=

=

4

3

3

0

*

*

Relaia devine:

YBXDX

X

BY

XBY

YDXBX

DBVV

DB

V

DBV

DBVV

*

*

*

4

4

4

4

+=

=

=

=

Rezultatele calculelor se dau n tabelul 2:POZ

AXV

AYV

3

3AA

V BXV BYV BV 4 DXV

1 -0,149 0,258 0,209 0,227 -0,227 0,041 0,231 0,187 -0,294

2 -0,158 0,149 0,277 0,123 -0,304 0,030 0,305 0,131 -0,317


7/16

3 -0,298 0,000 0,298 0,000 -0,328 0,000 0,328 0,000 -0,328

4 -0,158 -0,149 0,277 -0,123 -0,304 -0,030 0,305 -0,131 -0,290

5 -0,149 -0,258 0,209 -0,227 -0,227 -0,041 0,231 -0,187 -0,205

6 0 -0,298 0,081 -0,290 -0,088 -0,021 0,090 -0,096 -0,075

7 0,149 -0,258 -0,119 -0,285 0,128 0,029 0,131 0,137 0,110

8 0,158 -0,149 -0,358 -0,185 0,390 0,057 0,394 0,257 0,361

9 0,298 0 -0,481 0,000 0,529 0,000 0,529 0,000 0,52910 0,158 0,149 -0,358 0,185 0,390 -0,057 0,394 -0,257 0,419

11 0,149 0,258 -0,119 0,285 0,128 -0,029 0,131 -0,137 0,145

12 0 0,298 0,081 0,290 -0,088 0,021 0,090 0,096 -0,100

5.MOMENTUL DE INERTIE AL MASEI REDUSE LA ELEMENTULCONDUCTOR

Relaia general de calcul este :

+

=

5

1

2

1

5

1

2

1

*

1

j

C

C

j j

j

JV

mJ

care ,scris dezvoltat pentru mecanismul dat devine :

+

+

++

+

+

+

+

=2

1

4

2

1

3

2

1

2

2

1

5

2

1

4

2

1

3

2

1

2

2

1

1

*

1 4321

5

4321

CCCC

C

CCCC

JJJJV

m

Vm

Vm

Vm

Vm

J


8/16

2

2

44

22

33

22

22

22

11

018,012*

927,012

*

0016,012

*

0039,012

*

2

2

/298,0

/149,02

298,0

2

4

3

2

1

5

4

3

2

1

kgmlmJ

kgmlm

J

kgmlm

J

kgmlm

J

VV

VVV

VV

smVV

smV

V

C

C

C

C

DC

DBC

BC

AC

AC

==

==

==

==

=

+=

=

==

===

2

4

2

3

22*

1*006,0*011,0*065,0**038,0*052,014,0 +++++=

DDBBVVVVJ

6.CALCULUL MOMENTULUI REDUS LA ELEMENTUL CONDUCTOR

Relaia general de calcul este :

+

=

1

5

11

5

1

*

1**

j

j

j

j

VFMM

n cazul nostru relaia devine :

1

55443322115

1

*****

VFVFVFVFVFM

++++=

1

54321*

1

54321 *****

CYCYCYCYC VFVGVGVGVGM +=

0

1

2

3

4

0 5 10 15

Poz

J1


9/16

AYYC

AY

YC

P

U

VV

VV

F

F

G

G

G

G

=

=

=

=

=

=

=

=

2

1 2

500

2500

335,34

25,90

43,29

573,12

5

5

4

3

2

1

DXC

DYBY

YC

BY

YC

VV

VVV

VV

=

+=

=

5

4

3

2

2

Relaia devine :-pentru cursa activ

DXBYAY VVVM +=*

1

-pentru cursa pasivDXBYAY VVVM =

*

1

Poz 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12*1

M -483.4 -611.0 -627.0 -549.4 -384.1 -136.2 -46.83 -139.2 -202.2 -158.9 -50.78 -198.8

7.CALCULUL ENERGIEI CINETICE N FUNCIE DE POZIIAMECANISMULUI

-800

-600

-400

-200

0

0 5 10 15

Poz

M1


10/16

Energia cinetic a angrenajului format din motor, transmisie i mecanismul dateste:

( ) ( )

dMMErm +=

0

1

*

1

n care *1mM este momentul motor redus la axul manivelei, iar rM1 este

momentul rezistent calculat la axul manivelei.Cum medm MM 1*1 = i 11 MM r = rezult :

( ) ( )

dMMEmed =

0

11

Calculul integralelor se face grafic :( (

178,19312

5

148,10112

6*

2

**

*

1

1

2

1

*

1

111

==

=

==

+=

+=

j

med

M

j

med

jj

j

Mjmedjjj

MM

S

mmA

A

MMA

SSAAEE

( )

SSAAEE

S

Mjmedjj**

60

11+=

=

185,0*

12,1

*

**

1

*

==

=

JJ

JJJ

C

Cjj

.Poz *1 jJ jA *1 jJ*

jE *

tJ

1 0.725 -178.63 0.540 77.483 1454.742 1.113 -286.54 0.928 262.87 1455.123 1.197 -324.12 1.012 485.85 1455.214 0.979 -307.99 0.794 692.69 1457.995 0.565 -244.41 0.380 835.96 1454.576 0.185 -136.24 0 871.06 1454.207 0.255 -23.40 0.070 793.32 1454.268 1.475 48.71 1.290 643.45 1455.489 2.916 89.40 2.731 452.90 1456.9310 1.833 94.55 1.648 257.19 1455.8411 0.327 54.90 0.124 101.14 1454.3412 0.220 -38.76 0.035 38.76 1454.23


11/16

8. ALEGEREA MOTORULUI ELECTRIC I A REDUCTORULUI DE VITEZ

Puterea necesar la axul manivelei este :

motormed

motormed

MM

WMMP

=

===

1

1111291,303**

Randamentul mecanic al reductorului se calculeaz cu relaia :x

u

y

l

x

aR **=

unde: 98,0=a

-randamentul angrenrii;99,0=

l -randamentul lagrelor unui arbore;

999,0=u

-randamentul barbotrii uleiului n baie;3=x -numrul de trepte;4=y -numrul arborilor .

91,0999,0*99,0*98,0232 ==R

S-a ales motorul AIM1325-8 , cu caracteristicile urmtoare:Tipul motorului nP Sn nn maxM 2GD i

AIM 1325-8 1250 1000 850 32 0,56 56,7

Raportul de transmitere al micrii necesar la reductor se calculeaz cu relaia:

66,5615

850

1

===n

ni n

Pentru raportul de transmitere calculat se folosete un reductor cu 5 trepte de roi dinatepentru care 91,0=R .

Puterea necesar la axul motorului va fi :

KWP

P

R

28,33310 ==

.

Viteza unghiular de sincronism :

0

200

400

600

800

1000

-1 0 1 2 3

DJ

DE


12/16

sradnS

S /71,10430

*==

.

Viteza unghiular nominal:

sradnn

n /011,8930

*==

.

Alunecarea specific nominal:15,0=

=

S

nS

ns

.

Momentul nominal al motorului:

NmP

Mn

nn 043,14==

.

Coeficientul de suprasarcin:

278,2max ==n

M

M .

Alunecarea specific critic :648,01

2 =+= nk ss

9.CALCULUL MOMENTULUI DE INERIE AL VOLANTULUI

Calculul momentului de inerie al volantului se face cu o metod grafo-analitic.Pentruaceasta se traseaz gafic folosind rezultatele din tabelul 12. Se aleg scri de reprezentare

pentru energia cinetic i pentru momentul de inerie al masei reduse.

( mmKgmSmmJSJE /64,0;/1

2

==

Se calculez apoi:

( )

( )

6,0

1***2

1***2

2

1max

2

1min

=

+=

=

E

J

E

J

S

Sarctg

S

Sarctg

Rezult:

;214

3

max

min

=

=

Se duc tangente nclinate cu aceste unghiuri i la intersecia cu axa energiei rezultpunctele A, B i deci AB=82mm. Momentul de inerie necesar oentru volant va fi:

2

minmax

87,5511*

Kgmtgtg

ABSJ JVnec =

=

Momentul de inerie al masei volantului va fi:**

1 CrVnecVJJJJ =

Considernd numai efectul de inerie al masei rotorului motorului electric :

2

2

1

2

*

185,20**

*8Kgm

nn

gGDJ R

nr =

=


13/16

rezult:2

83,5490 KgmJV = .

Considerndu-se masa concentrat n obad se poate estima greutatea i gabaritulvolantului. Formula de calcul pentru raza de inerie a masei este:

8

22

2 iedd

r+

=

rezult legtura dintre momentul de inerie al masei volantului i dimensiunile obadei:

( )*

3244 Vie

Jddb = .

n care =7870 este densitatea materialului.

mdmdie

4,0;8,0 == i rezult ( )m

dd

Jb

ie

V 41,0*

3244=

=

.

2

2

1 267,01

* Kgmn

nJJ

Rn

VVO =

=

.

Se recalculeaz dimensiunule volantului pentru2

26,0 KgmJVO= . Se accept urmtoarele

dimensiuni: mdmd ie 1,0;3,0 == i rezult :

( )mm

dd

Jb

ie

VO16,8

**

3244=

=

.

Se calculeaz raza de inerie al masei volantului :

mdd

r ie 0125,08

222

=+

= .

10.ANALIZA MICRII N FAZA DE PORNIRE N SARCINPornirea agregatelor se face n mod obinuit n gol adic fr aciunea sarcinii rezistente

utile. Cu agregatul n micare se cupleaz apoi i dispozitivul ce solicit util mecanismul. naceast situaie pot fi analizate dou faze de micare tranzitorii: faza pornirii n gol i apoifaza de cuplare a sistemului ce solicit util mecanismul.

Se consider c agregatul se pornete n plin sarcin.Momentul de inerie al maselor redus, total este:

*

1

* JJJVnect

+= .Valorile calculate se nregistreaz n tabelul 12.Momentul motor, n funcie de alunecarea de la motoarele asincrone cu rotorul n

scurtcircuit, redus la axul manivelei este:

j

k

k

j

R

mj

s

s

s

s

iMM

+=

**2max*

.

Pentru j=0 se consider 10 ==ssj i relaia devine:

024,15071

***22

max*

0 =+

=k

kRm

s

siMM

.

Viteza unghiular pentru primul pas:


14/16

( )*

0,1

*

0*6

to

mo

J

MM =

n care : 12,10,1*

12,

* MiMJJtto

== . Se obine srad /324,00 = .

Viteza unghiular urmtoare poziiei anterioare este:

( ) ( )j

tj

jttj

tjj

jmj

jJ

JJ

J

MM

*

*2

*3

**6*

*

1

*

*

1

*

1

++

+

= .

Alunecarea specific corespunztoare va fi:

s

js

j

is

1

1

*+

+

= .

Se calculez apoi: ( )221 ;; +++ jjjm sM

i aa mai departe pn cnd se obin valori alevitezei unghiulare cu mrimi n jurul celei nominale.Calculele se sistematizeaz n tabelul 13.

j

Poz Rot I Rot II Rot III Rot IV Rot V Rot VI Rot VII

1 0.717 1.634 1.750 1.766 1.769 1.769 1.7692 0.882 1.644 1.743 1.757 1.759 1.759 1.759

3 0.996 1.643 1.726 1.740 1.742 1.742 1.7424 1.084 1.639 1.711 1.722 1.723 1.723 1.7235 1.163 1.636 1.698 1.707 1.709 1.709 1.7096 1.240 1.642 1.695 1.702 1.704 1.704 1.7047 1.328 1.663 1.708 1.714 1.715 1.715 1.7158 1.410 1.688 1.725 1.731 1.732 1.732 1.7329 1.431 1.703 1.735 1.740 1.740 1.740 1.74010 1.519 1.714 1.741 1.745 1.745 1.745 -------11 1.563 1.726 1.749 1.752 1.753 1.753 -------

12 1.605 1.742 1.762 1.764 1.765 1.765 -------

js

Poz Rot.I Rot.II Rot.III Rot.IV Rot.V Rot.VI Rot. VII

1 0.611 0.115 0,044 0,044 0.042 0.042 0.0422 0.522 0.110 0.049 0.049 0.048 0.048 0.0483 0.460 0.110 0.058 0.058 0.057 0.057 0.057


15/16

4 0.412 0.113 0.068 0.068 0.067 0.067 0.0675 0.370 0.114 0.075 0.075 0.075 0.075 0.0756 0.328 0.111 0.078 0.078 0.077 0.077 0.0777 0.281 0.099 0.072 0.072 0.071 0.071 0.0718 0.236 0.086 0.063 0.063 0.062 0.062 0.062

9 0.203 0.078 0.058 0.058 0.058 0.058 -------10 0.178 0.072 0.052 0.052 0.055 0.055 -------11 0.154 0.065 0.051 0.051 0.051 0.051 -------12 0.130 0.056 0.044 0.044 0.044 0.044 -------

*mjM

Poz Rot.I Rot.II Rot.III Rot.IV Rot.V Rot.VI Rot.VII

1 1647,24 568,86 267,26 222,24 216,42 215,18 215,182 1216,96 543,64 286,29 248,96 242,29 242,69 242,693 1391,79 546,32 326,09 293,79 288,24 288,79 288,794 1512,43 564,58 370,88 342,43 338,06 337,03 337,03

5 1558,99 550,66 404,26 380,99 376,52 376,51 376,516 1527,69 496,86 413,24 393,69 390,10 389,84 389,847 1439,89 431,46 379,77 362,89 359,59 359,80 359,808 1448,29 391,69 332,87 317,29 315,62 358,60 358,609 1471,96 363,10 307,41 294,96 292,43 315,03 ------10 1250,55 330,69 291,43 281,55 279,25 292,86 ------11 956,62 287,60 269,94 260,62 258,05 270,89 ------12 813,09 220,46 235,14 227,09 226,15 226,99 ------

j

Poz. Rot.I Rot.II Rot.III Rot.IV Rot. V Rot.VI Rot.VII

1 0,126 -0,129 -0,267 -0,388 -0,412 -0,418 -0,4222 0,178 -0,114 -0,249 -0,325 -0,346 -0,350 -0,3533 0,177 -0,067 -0,176 -0,236 -0,252 -0,254 -0,2594 0,186 0,047 -0,042 -0,095 -0,107 -0,110 -0112

5 0,341 0,194 0,110 0,062 0,052 0,034 0,0486 0,512 0,311 0,217 0,166 0,155 0,153 0,150


16/16

7 0,431 0,151 0,046 -0,009 -0,023 -0,028 -0,0298 0,326 0,076 -0,010 -0,062 -0,064 -0,069 -0,0699 0,603 0,477 0,452 0,404 0,399 0,398 -----10 0,419 0,188 0,567 0,545 0,541 0,540 -----11 0,543 0,377 0,274 0,251 0,242 0,241 -----

12 0,156 -0,031 -0,137 -0,163 -0,169 -0,171 -----Cunoscnd valorile numerice pentru viteza unghiular se poate calcula i variaia

acceleraiei unghiulare:

j

jj

j

*

1

=

+

0

0.5

1

1.5

2

0 20 40 60 80 100

Poz

omega

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0 20 40 60 80 100

Date post:	06-Apr-2018
Category:	Documents
Upload:	vidan-anna
View:	259 times
Download:	1 times

Proiect Mecanisme 2

Documents