1.Определение закона движения механизма.


    1. Определение размеров основного механизма.


Исходные данные: средняя скорость поршня Vср = 1.53 м/с; частота вращения вала кривошипа n1 = 4,26 об/с-1; отношение длины шатуна к длине кривошипа l BС / lAВ = 4.8; отношение расстояния от точки В до центра тяжести шатуна к длине шатуна LВS2/lВС = 0.25

Так как время одного оборота вала Т = 1/n1 , то средняя скорость поршня

Vср =4*l АВ/(1/n1) , откуда lAВ = Vср/(4*n1) = 1.53/(4*4.26)= 0,09 м;

lCВ =4,8* lAВ=4.80*0.09=0,43 м

Ход поршня, Н

Н =2* lОА = 2*0.09= 0,18 м.

Определяется центр тяжести:

lBS2=0,25* lВС = 0.25*0.43=0,107 м

Определяется масштаб построения механизма на чертеже:

Пусть AВ = 50 мм; тогда

l = 50/0,09=555 мм/м;

Определяется размеры всех звеньев на чертеже:

BС =l * lВС =555*0.43=239 мм;

H =l *H=555*0.18= 100 мм;

ВS2 = l * lВS2 =555*0.107=60 мм;


    1. Построение диаграмм движущих сил и сил сопротивления



Для точности исследования закона движения механизма траектория точки В кривошипа разбивается на 12 равных секторов, начиная с положения 0 и заканчивая положением 12 с интервалом в 300 .

Изменение давления газа в цилиндре характеризуется заданной индикаторной диаграммой.

Построение индикаторной диаграммы.

Исходные данные:

Pmax=11,772 МПа

d=0,08 м.

Выбирается масштаб индикаторной диаграммы:

Пусть Yрмах=100 мм, тогда

р = 100/Pmax = 100/11,772=8.5 мм/МПа

Из индикаторной диаграмме следует график движущей силы FД по ходу поршня, используя следующие формулы:

F = P Sп , где

Sп = ,

Sп = π *d2 /4 = 3.14*(0.08)2/4 = 0,005 м2.

Выбирается масштаб силы :

F = p/ Sп= 8.5*10-6/0.005= 1,7 мм/кН.



1.3 Определение значений передаточных функций.


Построение планов возможных скоростей:

Для положений точки В с 1 по 6 построятся планы возможных скоростей. Построение планов возможных скоростей производятся по следующим уравнениям:

С = В + BС;

Длина вектора В принимается равной 50 мм.

Определение значений передаточных функций производится по следующим формулам:

1). Для точки С поршня 3:

UС = lAВ*PVC/PVВ

Так как звено 2 совершает сложное движение, то рассмотриваются отдельно его вращательная и поступательная составляющие.

2). Для центра тяжести S2 звена 2 совершающего поступательное движение:

US1 = lAВ* PVS2/PVВ

3). Для звена 2 совершающего вращательное движение:

U21 = (lAВ/lBC)*(BC/PVВ)

Значения передаточных функций приведены в таблице 3

Таблица 3

поз

0;12

1

2

3

4

5

6

φ,град

0;360

30

60

90

120

150

180

UC

0

0,05

0,08

0,09

0,07

0,04

0

US1

0,06

0,07

0,08

0,09

0,08

0,07

0,06

U21

0,21

0,18

0,11

0

0,11

0,18

0,21






поз

7

8

9

10

11

φ ,град

210

240

270

300

330

UC

0,04

0,07

0,09

0,08

0,05

US1

0,07

0,08

0,09

0,08

0,07

U21

0,18

0,11

0

0,11

0,18


По данным таблицы построены графики передаточных функций в зависимости от угла поворота φ1 в масштабе μU=620 мм.



1.4 Определение приведенных моментов инерции II группы звеньев.



Во II группу звеньев входят: поршень 3 и шатун 2. Для определения приведенного момента инерции JIIпр второй группы звеньев механизма используются следующие формулы.

1). При поступательном движении i-ого звена механизма

Jiпр = mi(Vsi/)2 , где Vsi/ - передаточная функция.

2). При вращательном движении i-ого звена вокруг неподвижной оси

Jiпр = Jiк(i/)2 , где i/ - передаточная функция.

3). При плоскопараллельном движении i-ого звена

Jiпр = mi(Vsi/)2 + Jis(i/)2.

Для данного механизма приведенные моменты инерции определяются по следующим формулам:

J3пр = m3(UС)2 , где m3 = 50 кг;

J2впр = J2SU212 , где J2S = 0,737 кгм2;

J2ппр= m2US12, где m2 = 29 кг;

Для каждого положения механизма определяются численные значения приведенных моментов инерции J2ппр , Jпр, Jllпр и построятся их зависимости от угла поворота в масштабе μJ= 317 мм/(кг*м2).

Jllпр = J2ппр +Jпр+ J3пр





Значения приведены в таблице 4

Таблица 4

пп

0

1

2

3

4

5

6

J2ппр,

кг*м2

0,1

0,14

0,19

0,23

0,19

0,14

0,1

Jпр, кг*м2

0,03

0,024

0,009

0

0,009

0,024

0,03

J3пр, кг*м2

0

0,125

0,32

0,40

0,24

0,08

0

JΣIIпр, кг*м2

0,13

0,29

0,52

0,63

0,44

0,24

0,13




пп

7

8

9

10

11

12

J2ппр,

кг*м2

0,14

0,19

0,23

0,19

0,14

0,1

Jпр, кг*м2

0,024

0,009

0

0,009

0,024

0,03

J3пр, кг*м2

0,08

0,24

0,40

0,32

0,125

0

JΣIIпр, кг*м2

0,24

0,44

0,63

0,52

0,29

0,13


1.5 Определение суммарного приведенного момента.


Момент приведенный от движущих сил: Мпрд=Fд*Uc

Моменты сил тяжести не учитывались, так как величина сил тяжести не превышает 10% от движущих сил и сил сопротивления.

Суммарный приведенный момент - сумма приведенного момента движущих сил и приведенного момента сил сопротивления Мпр = МДпр + МпрС (сложение ординат графиков МДпр и МпрС производится с учётом знака).

Приведённый момент сопротивления МСпр=const определяется из условия, что при установившемся режиме |Aд|=|Ас| за цикл, тогда

МСпр= f/( μМ* μ*2 π)

где f – площадь под кривой Мпрд мм2, μМ и μ масштабы по осям ординат (суммарного приведенного момента) и абсцисс (угол поворота)


м = 100/4.46=22,42мм/кНм;

= 38,2 мм/рад

МСпр=4378.2/(2*3.14*22.42*38.2)= 0.81 кН*м


Значения приведенного момента МДпр по ходу поршня и суммарного момента Мпр показаны в таблице 5.


Таблица 5.

пп

0

1

2

3

4

5

6

МД пр

кH*м

0

2,94

4,46

2,56

1,33

0,68

0

Мпр кH*м

0

2,13

3,65

1,75

0,52

-0.13

-0,81




пп

7

8

9

10

11

12

МД пр

кH*м

-0,47

-0,41

-0,53

-0,47

-0,53

0

Мпр кH*м

-1,28

-1,22

-1,34

-1,28

-1,34

-0,81



1.6 Построение графика суммарной работы.



По условию приведения сил суммарная работа А всех сил и моментов, действующих на звенья механизма, равна сумме работ сил сопротивления и движущих сил. Графики работ движущих сил и сил сопротивления определяются путем интегрирования графиков соответствующих моментов.

АпрД= МДпр d.

АпрС= МСпр d.

Отрезок интегрирования выбирается длиной К = 60мм.

Масштаб работы при этом вычисляется по формуле

А = , мм/Дж, где

М - масштаб момента Мпр, мм/Нм;

- масштаб угла поворота , мм/град;

А = (22.42*38.2)/60= 14,27 мм/кДж.

Численные значения суммарной работы А представлены в таблице 6.

Таблица 6.

пп

0

1

2

3

4

5

6

А, кДж

0

0,39

2,05

3,51

4,14

4,23

4,99

пп

7

8

9

10

11

12


А, кДж

3,41

2,75

2,05

1,40

0,70

0







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.