Тема: Формирование функциональной математической модели механизма навески трактора Т150К агрегатируемого со свеклоуборочным комбайном КСН-6

  • Вид работы:
    Курсовая работа (т)
  • Предмет:
    Математика
  • Язык:
    Русский
  • Формат файла:
    MS Word
  • Размер файла:
    183,56 Кб
Формирование функциональной математической модели механизма навески трактора Т150К агрегатируемого со свеклоуборочным комбайном КСН-6
Формирование функциональной математической модели механизма навески трактора Т150К агрегатируемого со свеклоуборочным комбайном КСН-6
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

Министерство образования республики Беларусь

Учреждение образования

Гомельский государственный технический университет имени П.О. Сухого

Кафедра: «Сельскохозяйственные машины»




КУРСОВАЯ РАБОТА

по курсу

«Математическое моделирование»

на тему:

Формирование функциональной математической модели механизма навески трактора Т150К агрегатируемого со свеклоуборочным комбайном КСН-6



Выполнил: Турков С.Н.

студент группы С-31

Проверил: преп. Попов В.Б.





Гомель 2011 г.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

. Исходные данные

. Геометрический анализ механизма навески

.кинематический анализ механизма навески

. Силовой анализ механизма навески

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА


ВВЕДЕНИЕ

Математическое моделирование - это средство изучения реального объекта, процесса или системы путем их замены математической моделью, более удобной для экспериментального исследования с помощью ЭВМ.

Математическая модель является приближенным представлением реальных объектов, процессов или систем, выраженным в математических терминах и сохраняющим существенные черты оригинала. Математические модели в количественной форме, с помощью логико-математических конструкций, описывают основные свойства объекта, процесса или системы, его параметры, внутренние и внешние связи. Рассмотрим краткую классификацию математических моделей при проектировании тракторов и с/х машин.

По принципам построения математические модели разделяют на:

аналитические;

имитационные.

В аналитических моделях процессы функционирования реальных объектов, процессов или систем записываются в виде явных функциональных зависимостей.

Аналитическая модель разделяется на типы в зависимости от математической проблемы:

уравнения (алгебраические, трансцендентные, дифференциальные, интегральные),

аппроксимационные задачи (интерполяция, экстраполяция, численное интегрирование и дифференцирование),

задачи оптимизации,

стохастические проблемы.

Однако по мере усложнения объекта моделирования построение аналитической модели превращается в трудноразрешимую проблему. Тогда исследователь вынужден использовать имитационное моделирование.

В имитационном моделировании функционирование объектов, процессов или систем описывается набором алгоритмов. Алгоритмы имитируют реальные элементарные явления, составляющие процесс или систему с сохранением их логической структуры и последовательности протекания во времени.

Имитационное моделирование позволяет по исходным данным получить сведения о состояниях процесса или системы в определенные моменты времени, однако прогнозирование поведения объектов, процессов или систем здесь затруднительно. Можно сказать, что имитационные модели - это проводимые на ЭВМ вычислительные эксперименты с математическими моделями, имитирующими поведение реальных объектов, процессов или систем.


. Исходные данные

Рисунок 1. Векторная интерпретация механизма навески трактора

Координаты звеньев в правой системе координат

Изменение обобщенной координаты (ход гидроцилиндра)

Длины звеньев механизма подъема

Параметры гидропривода

Параметры навесной машины

Преобразование радиан в градусы


Вспомогательные функции


Анализ механизма подъема

. Геометрический анализ механизма навески

Вспомогательные переменные:


Определение углов yS(S) и y3(S) и координат точки П23


Проверка:



Определение угла Y34(S) и координат точки П34 :


Подбираем L4

Для нахождения длины звена L4 рассмотрим положение при наименьшем выдвижении штока гидроцилиндра, т.е. при S = Smin, учитывая что вертикальная координата точки П56 в данном положении будет ниже чем вертикальная координата точки П56 в рабочем положении (Y56p) на 10 см


где xm и ym координаты точки П45 при наименьшем выдвижении штока гидроцилиндра


Подбираем L7

Определение углов 4(S) и 5(S) , и координат точек П5 и П56 :

Вспомогательные переменные


Угол поворота местной системы координат относительно основной


В местной системе координат:


Задачу о положении звеньев L4 и L5 будем решать, используя метод векторных контуров В.А. Зиновьева. Рассмотрим замкнутый контур П03П34П45П05.

Проверка:


Определение углов Y6(S) и Y7(S) , и координат точки П67

Задачу о положении звеньев L6 и L7 будем решать используя метод векторных контуров В.А. Зиновьева. Рассмотрим замкнутый контур П07П67П56П05.


Вспомогательные переменные:


Проверка:


Определение длинны звена S в рабочем положении



Подбираем значение Sp в зависимости от Y56p

= 0,583


Определение угла yS , координат точки S6 и длины вектора LS6 :


Результаты геометрического анализа:


Углы звеньев навески:





Координаты точек звеньев навески


Рис. 2.1 График зависимости координаты Y56 от обобщенной координаты

Рис. 2.2 График зависимости угла поворота шестого звена Y6 от обобщенной координаты

. Кинематический анализ механизма навески

Определение передаточных отношений U43(S),U53(S) ,

U65(S) и U75(S),а также U63(S) и U73(S):


Определение аналогов угловых скоростей звеньев навески:

геометрический кинематический силовой модель механизм


Определение коэффициента кинематической передачи оси подвеса Im(S):


Определение основного коэффициента кинематической передачи Is(S):


Определение нагрузки Fg(s) на гидроцилиндре:


Определение давления в гидроцилиндре Pg(s):


Определение грузоподъемности Gs(S):


Проверка правильности определения Im(S), Is(S) и Fg(s):

Координата мгновенного полюса вращения по оси абсцисс:


Проверка:


Результаты кинематического анализа навески:

Коэффициенты кинематических передач, нагрузка и давление на гидроцилиндре, грузоподъемность.


Передаточные отношения звеньев навески:


Аналоги угловых скоростей механизма навески:

Рис. 3.1 График зависимости передаточных чисел от обобщенной координаты

Рис. 3.2 График зависимости нагрузки на гидроцилиндры от обобщенной координаты

Рисунок 7 - Зависимость грузоподъемности ПНУ в зависимости от обобщенной координаты

График зависимости давления в цилиндре от обобщенной координаты

График зависимости аналога угловой скорости шестого звена от обобщенной координаты

Грузоподъемность ПНУ определяется по минимальному значению за период изменения обобщенной координаты и составляет Н. При неизменном расположении центра тяжести масса, переводимой в транспортное положение навесной машины может быть увеличена на:

%

Другими словами (при любом сочетании веса и расположения центра тяжести навесной машины), ПНУ трактора ХТЗ-121 в процессе подъема навесной машины или орудия способно относительно оси подвеса преодолеть момент нагрузки равный: Н*м.

. Силовой анализ механизма навески

Определение реакции R56:

В данном силовом анализе мы пренебрегаем силами инерции механизма навески агрегатируемого аппарата. Это связано с тем, что они очень тихоходны, т.е. движутся с очень малыми ускорениями и скоростями. Запишем систему линейных уравнений равновесия для группы Ассура (6,7)


Где


Запишем матрицы соответствующие системе линейных уравнений равновесия группы Ассура (6,7), а решение данной системы найдем по методу Крамера




Определение реакции R07:




Определение реакции R76 :определим из уравнений равновесия звена L6


Проверка:



Определение реакций R65x и R65y:


Определение реакции R34:

Запишем систему линейных уравнений равновесия для группы АссураII (4,5)


Запишем матрицы соответствующие системе линейных уравнений равновесия группы Ассура (4.56), а решение данной системы найдем по методу Крамера


Определение реакции R05:






Определение реакции R45:определим из уравнений равновесия звена L56


Определение реакций R43x и R43y:


Определение реакций R23:


Проверка:

Определение реакций R01


Определение реакций R03


Результаты силового анализа навески:

Значения реакций в шарнирах звеньев:


График зависимости реакции R03 от обобщенной координаты

График зависимости реакции R05 от обобщенной координаты

График зависимости реакции R07 от обобщенной координаты


Заключение

В процессе выполнения данного курсового проекта был проведен анализ механизм навески. Для анализа была использована плоская математическая модель механизма, которая позволила проводить исследования с меньшими затратами времени, сил и энергии.

При выполнении проекта были выполнены геометрический, кинематический и силовой анализы механизма навески, а также проведен расчет на устойчивость мобильного сельскохозяйственного агрегата.

В результате формирования математической модели расчетным путем получены координаты характерных точек механизма, совпадающие с графическим построением трех положений на ватмане. Это доказывает адекватность сформированной математической модели.

Полученная на основе разработанной математической модели статическая характеристика механизма навески может быть улучшена в процессе параметрической оптимизации, т.е. достижения большей стабильности усилия на гидроцилиндре в процессе подъема навешенного адаптера.

При достижении стабильности, предел управляемости составляет 16%, поскольку реакция моста управляемости колес превышает минимальное допустимое значение (12% от веса всего мобильного агрегата), то условие управляемости будет выполняться.

Нагрузка на гидроцилиндре составила


Давление в гидроцилиндре


Грузоподъёмность составила

Коэффициент кинематической передачи оси подвес


Основной коэффициент кинематической передачи




Список использованной литературы

1. Тарасик В.П. Математическое моделирование технических систем. - Мн.: ДизайнПРО, 1997. - 50 стр.

. Бахвалов Н.С., Жидков Н.П., Кобельков Г.М. Численные методы. - М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001. - 89 стр.

. Доценко СВ. Численные методы информатики. Конспект лекций - СевГТУ 2000г. - 89 стр.

. Калиткин Н.Н., Численные методы - М.: Наука, 1978. - 25 стр.

. Дьяконов В.П. MATHCAD 2000. Серия учебный курс. СПб, Изд. «Питер», 2000. - 592 стр. MathCad 6 PLUS: Руководство пользователя. / Пер. с англ. - М.: Филинъ. 1996. - 712 стр.

. Основы современных компьютерных технологий. Под редакцией проф. А.Д. Хомоненко. Санкт-Петербург. Изд. «КОРОНА-принт», 1998 г. - 448 стр.

. Грудецкий Г.А., Коробейников Е.В., Самовендюк Н.В., Трохова Т.А., Токочаков В.И. Математический пакет MathCad: Практикум по курсу «Информатика» к лабораторным работам для студентов всех специальностей заочного отделения. №2774 - Гомель, ГПИ, 2003

. Дьяконов В.П. Справочник по MathCad PLUS 6.0 PRO. - М.: СК Пресс. 1997. - 336 стр.

. Трохова Т.А. Основные приёмы работы в системе MathCad, версии 6.0 М/ук 2286. Гомель, ГГТУ, 1998

Похожие работы

 

Не нашел материала для курсовой или диплома?
Пишем качественные работы
Без плагиата!