TEMAT: KOMPUTEROWY MODEL MECHANIZMU PŁASKIEGO

INSTYTUT
KONSTRUKCJI
MASZYN
PROJEKT
Z TEORII MECHANIZMÓW I MASZYN
ZAK AD TEORII
MECHANIZMÓW
I MANIPULATORÓW
TEMAT: KOMPUTEROWY MODEL
MECHANIZMU P ASKIEGO
JAN NOWAK
IMI I NAZWISKO
205
GRUPA
ROK AKAD. 00/01
NR ZESTAWU DANYCH:
6
DATA ODDANIA: 20.04.2001 OCENA:
WPISUJE STUDENT W DNIU ODDANIA PROJEKTU
Wykonanie komputerowego modelu mechanizmu p askiego w programie Working
Model 2D pozwala na weryfikacj wyników projektów – „Kinematyka mechanizmu
p askiego” oraz „Kinetostatyka mechanizmu p askiego” – otrzymanych na drodze oblicze$
analitycznych..
1. USTAWIENIE PARAMETRÓW PRACY PROGRAMU
1.1. Parametry powierzchni roboczej
Wybra& z górnego menu View ;Workspace; spowoduje to wywo6anie okna, w którym
nale;y zaznaczy&: Rules, Grid Lines, X,Y Axes.
1
1.2. Zmiana jednostek
Wybra& z górnego menu View -> Numbers and Units; spowoduje to wywo6anie okna
w którym nale;y wybra& SI (radians)
1.3. Zmiana kroku symulacji
Po uko$czeniu budowy modelu mechanizmu obliczenia w programie WM 2D zaczynaj9
si w nastepnym kroku czasowym. Aby wyniki nie ró:ni y si od tych, jakie dotycz9
pocz9tkowej pozycji mechanizmu, przyjmuje si bardzo ma y przyrost kroku (czasu).
Wybra& z górnego menu World -> Accuracy...; spowoduje to wywo6anie okna w którym
nale;y zmieni& Animation Step -> 1.000e-006
2
2. TWORZENIE MECHANIZMU
2.1. Tworzenie ogniwa nap3dowego
Wybra& ikon>
i narysowa& ogniwo w postaci prostok?ta o dowolnych wymiarach.
Klikn?& na ogniwie i w pasku wspó6rz>dnych okreAli& jego wymiary: h = 0.12 [m],
w = 0.035 [m].
Wybra& ikon>
w celu przybli;enia si> do ogniwa klikn?& na nim kilka razy.
Wybra& ikon>
i umieAci& w pocz?tku uk6adu wspó6rz>dnych.
Wybra& ikon>
i umieAci& na ogniwie:
3
Wskaza& pó6par> znajduj?c? si> w pocz?tku uk6adu wspó6rz>dnych i pó6par> na
ogniwie (wtedy równoczeAnie naciskaj?c klawisz Shift), wybra& ikon>
Ogniwo pod6?czy si> do pó6pary w pocz?tku uk6adu wspó6rz>dnych.
.
2.2. Tworzenie korbowodu
Narysowa& ogniwo w postaci prostok?ta i ustawi& wymiary: h = 0,3 [m],
w = 0,03 [m].
Wybra& ikon>
i umieAci& na ogniwie nap>dowym
Wybra& ikon>
i umieAci& na korbowodzie
Wskaza& pó6par> znajduj?c? si> na ogniwie nap>dowym i pó6par> na korbowodzie
(równoczeAnie naciskaj?c klawisz Shift), wybra& ikon>
par? obrotow?.
4
. Ogniwa po6?cz? si>
2.3. Tworzenie t4oka
Narysowa& ogniwo w postaci prostok?ta i ustawi& wymiary: h = 0,1 [m],
w = 0,1 [m], y = 0.
Wybra& ikon>
i klikn?& w Arodku geometrycznym t6oka. Na t6oku powstanie
prowadnica pozioma.
5
Po6?czy& korbowód z t6okiem par? obrotow?, post>puj?c analogicznie jak w
przypadku 6?czenia ogniwa nap>dowego i korbowodu.
2.4. Definiowanie mas ogniw
Dwukrotne klikni>cie na dowolnym ogniwie wywo6uje okno w6aAciwoAci.
Wprowadzi& mas> ogniwa nap>dowego mass = 12 [kg]
Wprowadzi& mas> korbowodu mass = 4 [kg]
Wprowadzi& mas> t6oka mass = 6 [kg]
6
2.5. Ustawienie ogniwa nap3dowego
Wskaza& ogniwo nap>dowe, w pasku wspó6rz>dnych ustawi& wartoA& k?ta 1.7 [rad]
(60 [0]).
2.6. Wprowadzenie si4y zewn3trznej
Wybra& ikon>
i umieAci& w dowolnym miejscu na t6oku.
Dwukrotne klikni>cie na wektorze si6y wywo6uje okno w6aAciwoAci, nale;y
wprowadzi& wartoAci: Fx = -25 [N], Fy = 0 [N].
7
2.7. Wprowadzenie silnika
Wybra& ikon>
i umieAci& par> obrotow? w Arodku uk6adu wspó6rz>dnych.
Dwukrotne klikni>cie na silniku wywo6uje okno w6aAciwoAci, nale;y wprowadzi&
formu6> opisuj?c? wartoA& pr>dkoAci Velocity -> -2*t-10.
(w projekcie przyj to E1 = -2 [rad/s], G1 = -10 [rad/s2])
8
3. „POMIARY” PO O<E=, PR?DKO@CI, PRZYSPIESZE=, SI I
MOMENTÓW
3.1. Ogniwo nap3dowe
3.1.1. Okno pomiarowe po4oAenia, pr3dkoBci i przyspieszenia ogniwa
nap3dowego
Zaznaczy& ogniwo nap>dowe pojedynczym klikni>ciem.
Z górnego menu nale;y wybra& Measure -> P-V-A -> Rotation. To polecenie
wywo6uje okno wyników, w którym „mierzone” s?: k?t nachylenia, pr>dkoA& k?towa
i przyspieszenie k?towe ogniwa nap>dowego. Zmiana sposobu wizualizacji
wyników „pomiarów” odbywa si> przez klikni>cie na strza6ce okna wyników
(dost>pne s? 3 typy okien wyników: wartoAci liczbowe, wykres liniowy, wykres
s6upkowy).
Zaznaczy& okno wyników pojedynczym klikni>ciem. Z górnego menu nale;y
wybra& Window -> Appearance. W celu zmiany tytu6u ramki wykresu nale;y w polu
tytu6 okna wyników nale;y wprowadzi&: P-V-A nap du.
Wygl?d okna pomiarowego po dokonaniu zmian
9
3.1.2. Okno pomiarowe sk4adowych pr3dkoBci Brodka ci3AkoBci ogniwa
nap3dowego
Zaznaczy& ogniwo nap>dowe pojedynczym klikni>ciem
Z górnego menu nale;y wybra& Measure -> Center of Mass Velocity -> All. To
polecenie wywo6uje okno wyników, w którym „mierzone” s?: sk6adowe oraz
modu6 pr>dkoAci liniowej Arodka ci>;koAci ogniwa nap>dowego i pr>dkoA& k?towa
ogniwa nap>dowego.
Niektóre wielkoAci pokazywane w oknie wykresu mo;na usun?&. Dwukrotne
klikni>cie na oknie wyników wywo6uje okno w6aAciwoAci. Nale;y usun?& zapis |V|
oraz VJ.
Wygl?d okna pomiarowego po dokonaniu zmian
10
3.1.3. Okno pomiarowe sk4adowych przyspieszenia Brodka ci3AkoBci
ogniwa nap3dowego
Z górnego menu nale;y wybra& Measure -> Center of Mass Acceleration -> All.
To polecenie wywo6uje okno wyników, w którym mierzone s?: sk6adowe oraz
modu6 przyspieszenia liniowego i przyspieszenie k?towe ogniwa nap>dowego.
Post>puj?c analogicznie jak dla pomiaru sk6adowych pr>dkoAci Arodka ci>;koAci
ogniwa nap>dowego nale;y wprowadzi& opis okna wyników i usun?& zb>dne
wyniki pomiaru.
3.2. Korbowód
Okno pomiarowe kDta nachylenia, pr3dkoBci kDtowej i przyspieszenia
kDtowego korbowodu
Okno pomiarowe sk4adowych pr3dkoBci Brodka ci3AkoBci korbowodu
Okno pomiarowe
korbowodu
sk4adowych
11
przyspieszenia
Brodka
ci3AkoBci
3.3. T4ok
Okno pomiarowe po4oAenia, pr3dkoBci liniowej i przyspieszenia
liniowego t4oka
Okno pomiarowe sk4adowych pr3dkoBci Brodka ci3AkoBci t4oka
Okno pomiarowe sk4adowych przyspieszenia Brodka ci3AkoBci t4oka
3.4. Okna pomiarowe si4 w parach kinematycznych
Okno pomiarowe si4y w parze C
Wskaza& par> przez pojedyncze klikni>cie na niej. Z górnego menu nale;y wybra&
Measure -> Force. To polecenie wywo6uje okno wyników.
Po usuni>ciu modu6u si6y |F| nale;y równie; zmieni& tytu6 okna wyników.
Okno pomiarowe si4y w parze B
12
Okno pomiarowe si4y w parze A
3.5. Okno pomiarowe momentu nap3dowego
Nale;y wskaza& silnik i z górnego wybra& Measure -> Torque Transitted.
3.6. Uruchomieniu programu
W pasku sterowania symulacj? klikn?& na przycisku uruchamiaj?cym symulacj> o
jeden krok, w oknach wykresów pojawi? si> wyniki pomiaru.
Widok pola edycji mechanizmu po wprowadzeniu okien pomiarowych i uruchomieniu
programu.
13
4. PORÓWNANIE WYNIKÓW OBLICZE= NUMERYCZNYCH
I SYMULACJI KOMPUTEROWEJ
2
2
S3
2
v3
a3
[]
rad
rad
[m] m m2
2
s
s
s
s
Obliczenia 339,732 2,132 35,675 0,341 1,260 -3,363
WM 2D 339,650 2,132 35,673 0,341 1,261 -3,364
B6?d Q [%] 0,024 0,000 0,006 0,000 0,079 0,030
Jednostka
0
v sx1
vsy1
asx1
asy1
vsx2
vsy2
asx2
asy2
vsx3
vsy3
asx3
asy3
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
2
2
2
2
2
s
s
s
s
s
s
s
s
s
s
s
s2
Obliczenia 0,519 -0,300 -2,896 -5,256 1,150 -0,300 -4,578 -5,256 1,260 0,000 -3,363 0,000
WM 2D 0,520 -0,300 -2,896 -5,256 1,150 -0,300 -4,578 -5,256 1,261 0,000 -3,364 0,000
B6?d Q [%]0,193 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,079 0,000 0,030 0,000
Jednostka
R23x
R23y
R21x
R21y
R41x
R41y
R43
Mn
[N ] [N ] [N ] [Nm]
Jednostka [N ] [N ] [N ] [N ]
Obliczenia -4,816 11,308 13,495 -6,907 -48,248 61,553 70,168 5,236
WM 2D -4,814 11,325 13,499 -6,892 -48,252 61,538 70,168 5,230
B6?d Q [%] 0,042 0,150 0,030 0,217 0,008 0,024 0,000 0,115
14
5. SYMULACJA PRACY MECHANIZMU
5.1. Zmiana kroku symulacji
Wybra& z górnego menu World -> Accuracy...; spowoduje to wywo6anie okna w którym
nale;y zmieni& Animation Step -> 0.010
5.2. Przedstawienie wybranych wielkoBci w postaci wektorów
Wskaza& wybran? par> kinematyczn? (ogniwo)
Wybra& z górnego menu Define -> Vectors -> Total Force
5.3. Zmiana koloru t4a powierzchni roboczej
Wybra& z górnego menu View -> Background Color...; spowoduje to wywo6anie okna w
którym nale;y wybra& kolor podstawowy lub zdefiniowa& kolor u;ytkownika.
15
5.4 . Przedstawienie wybranych wielkoBci w formie wykresów
Z górnego menu nale;y wybra& Measure ->…. Zmiana sposobu wizualizacji
wyników „pomiarów” odbywa si> przez klikni>cie na strza6ce okna wyników.
Dwukrotne klikni>cie na oknie wykresu wywo6uje okno w6aAciwoAci w którym
nale;y ustali& wspóln? skal> dla wszystkich „mierzonych” wielkoAci.
16
Widok pola edycji mechanizmu po wprowadzeniu okien pomiarowych.
Opracowali:
Dr in;. Grzegorz Tora
Mgr in;. Wojciech Solarz
17