background image

Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława 

Staszica w Krakowie 

 

 

 

LABORATORIUM 

 

Modelowanie w projektowaniu maszyn 

 
 

PROJEKT 

SAMOSYNCHRONIZATORA 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
 
 
 
 
 
 

Wykonali: 

Gierlicki Damian 

Irla Wojciech 

Mączka Maciej 

Drewniak Marek 

 

Gr. I1 

Rok akademicki: 2013/2014 

background image

1.  Schemat modelu urządzenia 

 

 

 

Dane : 

= 86 

 

= 4,7 

 

= 0,21   
= 0,73   

= 0,013   

= 0,47   

= 13,43 

 

= 0,0104 

 

 

2.  Obliczenia współczynników sprężystości i tłumienia sprężyn 

 
Dane: 
 

= 1,64

= 325

= 0,33

= 217

= 0,526

= 0,23

 

background image

( )

=

→ ℎ =

ln  

( )

 

 
 
 

ℎ =

ln  

−4 ∗

=

ln  

0,33
1,64

−4 ∗ 0,526

= 0,762 

ℎ =

ln  

−4 ∗

=

ln  

217
325

−4 ∗ 0,23

= 0,439 

 

ω

=

T

=

0,536

= 11,72 s  

ω

=

=

,

= 27,32  s  

ω = ω

+ h = 137,94  s  

ω = ω

+ h =746,58  s  

k = ω

∗ (M + m) = 12510 

N

m

 

k = ω

∗ (M + m) = 67714,8 

 

b = 2(M + m) ∗ h = 138,28 

kg

s

 

b = 2(M + m) ∗ h = 79,64 

 

 

3.  Obliczenia momentu silnika elektrycznego 

 
Dane: 

= 1,3 

 

= 1310 

 

= 2,5 

= 1500 

 

 

M

(

)

=

2M (ω − ω ) ω − ω

(ω − ω ) + ω − ω

=

2 ∗ 23,7(157,08 − 137,18) 157,08 − ω

(157,08 − 137,18) + 157,08 − ω

=

943,26 157,08 − ω

396,01 + 157,08 − ω

 

 
gdzie: 

= 9550 ∗

= 9550 ∗

1,3

1310

= 9,48 

 

=

= 23,7 

 

=

30

=

1500

30

= 157,08 

 

=

=

30

=

1310

30

= 137,18 

 

 
 
 
 
 
 

background image

4.  Przemieszczenia środka masy wibratora 

 

=

+ ∙

  →   ̇ = ̇ − ∙

∙ ̇  

=

+ ∙

+ ∙   →   ̇ = ̇ + ∙

∙ ̇ + ∙ ̇  

 
 

5.  Równia więzów 

 

Przyjmujemy, że dla małego kąta   można zastosować następujące uproszczenia : 
 

=  

= 0 

=

→ ∆ ̇ = ̇ −

∙ ̇  

=

+

→ ∆ ̇ = ̇ +

∙ ̇    

=

+

→ ∆ ̇ = ̇ +

∙ ̇   

=

→ ∆ ̇ = ̇ −

∙ ̇  

 

6.  Potencjał Lagrange'a 

 

=

1
2

2

̇

+

2

̇

+

1
2

̇

2

+

1
2

̇

2

+

1
2

(

̇

2

+

̇

2

=

1
2

2

̇

+

2

̇

+

1
2

̇

2

+

1
2

̇

2

+

1
2

(

( ̇

− ∙

̇ )

2

+

̇

+ ∙

̇

+ ∙

̇

2

=

1
2

(∆

2

+ ∆

2

) +

1
2

(∆

2

+ ∆

2

=

1
2

(

+ ∙

)

2

+

(

− ∙

)

2

+

1
2

− ∙

2

+

+ ∙

2

 

=

=

1
2

̇ + ̇ +

1
2

̇ +

1
2

̇ +

1
2

(( ̇ − ∙

∙ ̇ ) + ( ̇ + ∙

∙ ̇ + ∙ ̇ ) )

1
2

((

+

∙ ) + (

∙ ) ) +

1
2

((

− ∙ ) + (

+ ∙ ) )  

=

(∆ ̇

+ ∆ ̇ ) +

∆ ̇

+ ∆ ̇

 

=

(( ̇ +

∙ ̇ ) + ( ̇ −

∙ ̇ ) ) +

(( ̇ − ∙ ̇ ) + ( ̇ + ∙ ̇ ) ) 

 

7.  Pochodne wybranych współrzędnych uogólnionych 

 

̇

=

̇ +

( ̇ − ∙

∙ ̇ ) 

̇

=

̈ +

( ̈ − ∙

∙ ̈ − ∙

∙ ̇ ) 

= −2

 

1
2

̇

= 2

∙ ̇  

̇

=

̇ +

( ̇ + ∙

∙ ̇ + ∙ ̇ ) 

̇

=

̈ +

( ̈ + ∙

∙ ̈ − ∙

∙ ̇ + ∙ ̈ ) 

background image

= −2

 

1
2

̇

= 2

∙ ̇  

̇

=

∙ ̇ +

∙ ( ̇ + ∙

∙ ̇ + ∙ ̇ ) 

̇

=

∙ ̈ +

∙ ( ̈ + ∙

∙ ̈ − ∙

∙ ̇ + ∙ ̈ ) 

= − (

+

1
2

̇

= 2 ̇ (

+

 

̇

=

∙ ̇ −

∙ ∙

∙ ̇ +

∙ ∙

∙ ̇ +

∙ ̇ +

∙ ∙

∙ ∙ ̇  

̇

=

∙ ̈ −

∙ (

∙ ̇ ∙ ̇ +

∙ ̈ ) −

∙ (

∙ ̇ ∙ ̇ −

∙ ̈ ) + 

                 

∙ ̈ −

∙ ∙ (

∙ ̇ ∙ ̇ −

∙ ̈ ) 

= −

∙ ∙ ̇ (

∙ ̇ +

∙ ̇ +

∙ ̇ ) 

1
2

̇

= 0 

 

8.  Równania ruchu 

 

̇

+

1
2

̇

=  

 
(

+

) ̈ −

∙ ∙

∙ ̈ = −2

− 2

∙ ̇ +

∙ ∙

∙ ̇  

 
(

+

) ̈ +

∙ ∙

∙ ̈ +

∙ ∙ ̈ = −2

− 2

∙ ̇ +

∙ ̇  

 

∙ ∙ ̈ + (

+

) ̈ +

∙ ∙ ∙

∙ ̈

= −

+

− 2

+

̇ +

∙ ∙ ∙

∙ ̇  

 

∙ ∙

∙ ̈ +

∙ ∙

∙ ̈ +(

+

) ̈ +

∙ ∙ ∙

∙ ̈ =

 

 

=

= ̇  

=

= ̇  

=

= ̇  

=

= ̇  

 
 
 
 

background image

9.  Macierzowa postać równania ruchu 

 

[ ] ∙

[ ] = [ ] →

[ ] = [ ]

∙ [ ] 

                                        

[ ] =

(

+

)

0
0

 

0
0
0
0

0

(

+

)

0
0
0
0

0

     

  

(

+

)

0
0
0
0

  −

    

(

+

)

0
0
0
0

  

0
0
0
0
1
0
0
0

   

0
0
0
0
0
1
0
0

   

0
0
0
0
0
0
1
0

   

0
0
0
0
0
0
0
1⎦

 

[ ] =

 

[ ] =

−2

− 2

∙ ̇ +

∙ ∙

∙ ̇

−2

− 2

∙ ̇ +

∙ ∙

∙ ̇

+

− 2

+

̇ +

∙ ∙ ∙

∙ ̇