2. Силовой расчет механизма


2.1. Исходные данные для силового расчета механизма


Угловая координата кривошипа для силового расчета


1 = 60 град.


Моменты инерции звеньев механизма


II = 186.6 кг м2, I2S = 0.6 кг м2 .


Массы звеньев механизма


m2 = 13.5 кг, m3 = 21 кг.



В заданном положении механизма:


угловая скорость


1 = y1/ = 7367/117.2 = 62.861 рад/с,

угловое ускорение


1 = Mпр/Iпр - (12 d Iпр/d1) /(2 * Iпр),


где

Mпр = 4735 Hм - приведенный суммарный момент,


Iпр = 187.395 кгм2- приведенный момент инерции,


dIпр / d1 = 0.168 кгм2.рад - производная приведенного момента инерции.


1 = 4735/187.395 - (62.861)20.168/(187.3952) = 23.5 рад/с2;


сила сопротивления, действующая на поршень


F = 52 440 Н.



2.2. Построение планов скоростей и ускорений


2.2.1. Построение плана скоростей


Линейную скорость точки А звена 1 определяем по формулам для вращательного движения


VА = 1 l= 62.861 0.1 = 6.286 м/с,


На плане скорость VА изображается отрезком pvа. Зададимся величиной этого отрезка

pvа = 50 мм ,


и определим масштаб плана скоростей


v = pvа/VА = 50/6.286 = 7.95 мм/м с-1.


Для определения скорости точки В звена 2 составим векторное уравнение плоского движения

_ _ _

VВ = VА + VBА ,


из графического решения этого уравнения определим величины скоростей

VВ = pvb/ v = 49.7/7.95 = 6.25 м/с,

VBА = bа/ v = 25.8/7.95 = 3.24 м/с.


Скорость центра масс звена 2 определяем пропорциональным делением отрезков плана скоростей


bа/аs2 = BА/АS2, аs2 = (АS2/BА)bа = 9.8 мм,


VS2 = pvs2/v = 48/7.95 = 6.04 м/с.


Угловую скорость звена 2 определяем по следующей формуле


2 = VBА / lАB = 3.24/0.35 = 9.26 рад/с.



2.2.2. Построение плана ускорений


Ускорение точки А звена 1 определяем по формулам вращательного движения

_ _ _

aA = anA + atA ,


где

anA - нормальная составляющая ускорения,


anA = 12 lAО = (62.861)2 0.1 = 395.15 м/с2,


atA - тангенциальная составляющая,


atA = 1 lAО = 23.5 0.1 = 2.35 м/с2.


Задаемся величиной отрезка panа' изображающего на плане ускорений нормальную составляющую


panа''= 197.5 мм,


и определяем масштаб плана ускорений


a = panа''/ anA = 197.5/395 = 0.5 мм/мс-2.


Ускорение точки В звена 2 определяется решением векторного уравнения

_ _ _ _ _ _ _ _

aВ = aА + anBА + atBА ,


anBА - нормальное ускорение точки В в относительном вращении вокруг точки А

anBА = 22 lАB = (9.26)2 0.35 = 30 м/с2,


Тангенциальные составляющие ускорений определим из плана ускорений


atBA = nа'b'/ a = 173/0.5 = 345.76 м/с2,


aB = pab'/ a = 72/0.5 = 144 м/с2.




Ускорение центра масс звена 2 определим методом пропорционального деления отрезков плана ускорений


a's2'/a'b' = AS2/AB, a's2' = (AS2/AB) a'b' = 66.4 мм,


aS2 = pas2'/ a = 139/0.5 = 278 м/с2 .


По величине тангенциальной составляющей находим угловое ускорение звена 2


2 = atBA /lAB = 345.76/0.35 = 987.9 рад/с2 .



2.3. Определение главных векторов и главных моментов сил инерции


Главные вектора сил инерции


Ф2 = m2 aS2 = 13.5 278 = 3753 H,

Ф3 = m3 aB = 21 144 = 3024 H .

Главные моменты сил инерции

звено 1


MФ1= I10 1 = 186.6 23.5 = 4385 Нм,


звено 2


MФ2= IS2 2 = 0.6987.9 = 592 Нм .

2.4.Кинетостатический силовой расчет механизма


2.4.1. Группа звеньев 2-3


Звено 3

Сумма моментов относительно точки B


MB (3) = 0, M30 = 0.



Группа звеньев 2-3


Сумма моментов относительно точки A


MA (2-3) = 0, -F30 hAF30 + G2 h AG2 + MФ2 - Ф2 hAФ2 + G3 hAFд + F hАFд - Ф3 h AFд = 0,

где плечи сил относительно точки А

hF30 = 0.34 м, hBG2 = 0.0337 м, hFд = 0.0863 м, hBФ2 = 0.1194 м.


F 30 = (1350.0337 + 592 - 37530.1194 + 2100.0863 + 524400.0863 -

-30240.0863) / 0.34 = 13000 Н.


F 30 = 13000 Н.


Векторное уравнение сил

_ _ _ _ _ _ _ _

F (3-2) = 0, F 21 + G3 + Ф3 + F + G2 + Ф2 + F03= 0 .

? ?

Из графического решения векторного уравнения при масштабе F = 0.005 мм/Н получим


F 21 = 249/ 0.005 = 49800 Н.

Звено 3

Векторное уравнение сил

_ _ _ _ _ _

F (3) = 0, G3 + Ф3 + F3д + F30 + F32 = 0 .

??

Из графического решения векторного уравнения при масштабе F = 0.005 мм/Н получим


F32 = 257/0.005 = 51400 Н.


2.4.2. Звено 1

Векторное уравнение сил

_ _ _

F (1) = 0, F10 + F12 = 0 .

??

Из графического решения векторного уравнения при масштабе F = 0.005 мм/Н получим


F10 = 249/0.005 = 49800 Н .


Сумма моментов относительно точки О


MО (1) = 0, - F12 hОF12 + MФ1 + M= 0,

?

где hОF12 - плечо силы F12 относительно точки О


hОF12 = 0.098 м,


M = F12 hОF12 + MФ1 = 49800 0.098 - 4385 =

= 495 H м.


Сравнивая величину момента сопротивления, определенного в силовом расчете, со средним моментом сопротивления, найденным на первом листе, проведем оценку точности


M = (abs(M(2) - M1сср(1)) / M1сср(1)) 100% ,


где

Mс - погрешность момента сопротивления, определенного на втором, листе по отношению к среднему моменту сопротивления, определенному на втором листе;

M(2) - момент сопротивления, определенный на втором листе;

M1сср(1) - средний момент сопротивления, определенный на первом листе.



Mс = (abs (495 - 475.5)/475.5) 100% = 4.1%.









Случайные файлы

Файл
46233.rtf
19050-1.rtf
crfc.doc
15580-1.rtf
89893.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.