Наименование параметра

Обозначение

Размерность

Числовые значения

1

Средняя скорость поршня

νcр

м/сек

4,5

2

Отношение длины шатуна к длине кривошипа

lAB /lOA

-

4,4

3

Отношение расстояния от точки А до центра тяжести S2 шатуна к длине шатуна

lAS2/lAB

-

0,3

4

Диаметр цилиндра

d

м

0,215

5

Номинальное число оборотов вала электродвигателя

nном

730

6

Максимальное давления воздуха в цилиндре

Pmax

кг/см2

5,7

7

Момент на валу двигателя при номинальном числе оборотов

(MД) ном

кГм

27,5

8

Вес шатуна

G2

кГ

13

9

Вес поршня

G3

кГ

11

10

Момент инерции шатуна относительно оси, проходящей через его центр тяжести

I2S

кГмсек2

0,030

11

Момент инерции коленчатого вала (без маховика)

I10

кГмсек2

0,020

12

Маховой момент ротора двигателя

GD2

кГм2

3,5

13

Коэффициент неравномерности вращения коленчатого вала

δ

-

1/46

14

КПД основного механизма

η

-

0,86

15

Угловая координата кривошипа для силового расчета

φ1

градус

320

16

Угол рабочего профиля кулачка

δ раб

градус

360

17

Ход плунжера насоса (толкателя кулачкового механизма)

h

м

0,018

18

Максимально дпустимый угол давления в кулачковом механизме

αдоп

градус

15

19

Отношение величин ускорений толкателя

ν12

-

1,7

20

Числа зубьев колес 4, 5

z4

z5

-

-

15

21

21

Модуль зубчатых колес 4, 5

m

мм

2,5

22

Параметры исходного контура реечного инструмента

α0

χ4

χ5

градус

-

-

20

1

0,25

Таблица 1. Исходные данные для проектирования и исследования механизма































































ПЕРВЫЙ ЛИСТ ПРОЕКТА


  1. Проектирование кривошипно-ползунного механизма


    1. Исходные данные для проектирования


а) средняя скорость поршня νcр , м/с;

б) номинальное число оборотов вала электродвигателя nном , 1/с;

в) относительная длина шатуна λ= lAB /lOA;

г) относительное положение центра масс λS2=lAS2/lAB .


    1. Определение основных размеров звеньев механизма


Частота вращения кривошипа равна номинальному числу оборотов вала электродвигателя nном

Время одного оборота равно

Ход ползуна (поршня)

Средняя скорость ползуна

Следовательно, искомые размеры составляют

длина кривошипа:

длина шатуна:

расстояние от т. А шатуна до его центра масс:


    1. Проверка выполнения условий синтеза


При нормальной работе механизма по условию передачи сил в кинматических парах необходимо, чтобы угол давления не превышал допустимого значения:

В центральных механизмах поршневых машин:

Максимальный угол давления (при ),

Условие выполняется.


    1. Построение схемы механизма на листе


Выбираем масштаб построения

Угол поворота начального звена (кривошипа 1) разбиваем на 12 равных частей, по 30 градусов. Отсчет угла поворота φ1 проводим от вертикальной оси, когда поршень (звено 3) находится в верхнем мертвом положении.


    1. Определение функций положения, кинематических передаточных функций скоростей точек механизма.


Искомые передаточные функции ищем по следующим формулам:

; ; где

- аналог скорости точки В ползуна, [м/с];

- угловая скорость кривошипа 1, [рад/с];

- угловая скорость шатуна 2, [рад/с].

Значения кинематических передаточных функций механизма получены с помощью программы DIADA



  1. Определение закона движения механизма под действием заданных сил.


2.1. Исходные данные для расчета.


Схема механизма и размеры звеньев, массы и моменты инерции звеньев, положение центров масс, график внешней нагрузки (построен в масштабе ), установившийся режим работы механизма, коэффициент неравномерности движения механизма.


2.2. Выбор динамической модели для расчета.


Для механизма с одной степенью свободы достаточно определить закон движения одного звена, а законы движения остальных звеньев всегда можно определить с помощью кинематических методов. Заменим механизм одномассовой динамической моделью механизма. Вращающееся звено модели движется так, что его координата в любой момент времени совпадает с координатой начального звена . К звену модели приложен суммарный приведенный момент , а ее момент инерции относительно оси вращения равен суммарному приведенному моменту инерции .


2.2.1. Определение суммарного приведенного момента внешних сил, приложенных к звеньям механизма.


Приведенный момент сил - расчетный момент пары сил, определяемый из равенства его элементарной работы сумме элементарных работ сил и пар сил приложенных к звеньям механизма.


где

элементарные работы силы на элементарном перемещении точки ее приложения и момента пары сил на элементарном угле поворота звена;

- сила

- скорость точки ее приложения

- момент пары сил

- угловая скорость звена

- элементарный промежуток времени


где



Значения передаточных функций могут быть определены графически или выражены в аналитической форме.

Значения приведенных моментов сил тяжести находились как произведение сил тяжести на проекции передаточных функций (выражены в аналитической форме) на ось абсцисс:



Значение приведенного момента силы сопротивления