0.0


00


1.Определение закона движения механизма.

1.1 Определение размеров основного механизма.

Исходные данные: средняя скорость поршня Vср = 5 м/с; частота вращения вала кривошипа n1 = 650 об/мин-1 =10.83 об/с-1; отношение длины шатуна к длине кривошипа

l AB / lOA = l CD / lOC = 4.2.

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

Vср =4*l 1/1/n , откуда lOA = lOC= Vср/4*n1 =5/4*10.83= 0,115 м;

lCD = lAB=4,2* lAB=4,2*0,115=0,483 м

Ход поршня, Н

Н =2* lОА = 0,23м.

Из условия lAS4=lCS2 = lAB*0,28=0,483*0,28= 0,135 м

С учетом длин звеньев выбран масштаб:

l = 23/0,485=200 мм/м;

Учитывая масштаб, получены следующие длины отрезков:

ZAB = 96.6 мм;

ZOA = 23 мм;

ZAS2 =27мм;

Zнв = 46 мм;

1.2 Построение графика сил сопротивления.

Для точности исследования закона движения механизма окружность разбита на 12 равных секторов, начиная с положения 0 заканчивая положением 12 с интервалом в 300 .

Изменение давления газов в цилиндрах характеризуется заданной индикаторной диаграммой.

Построение индикаторной диаграммы.

Исходные данные:

P1max=2,6 кГ/см2=255,06 кПа

P2max=8,7 кГ/см2=853,47 кПа

d1 =0,38м d1 =0,215м

Масштаб индикаторной диаграммы р1 = Zp1max/ P1max = 100/255060=3.92*10- 4 мм/Па , р2= Zp2max/ P2max= 100/853470 = 3,23 *10- 4 мм/Па .Из индикаторной диаграмме следует график силы полезного сопротивления Fс по ходу поршня, используя следующие формулы:

F = P Sп , где

S = , откуда

S1 = π *d12 = π / 4*0,382=0,113м2.

S2 = π *d22 = π / 4*0,2152=0,036 м2

Выбран масштаб силы :

F1 = p1/ S1=1,73 мм/кН.

F2 = p2/ S2=1,64 мм/кН.


1.3 Построение планов возможных скоростей.

Для положений точки В с 0 по 6 построен план возможных скоростей, задав постоянный отрезок для произвольной угловой скорости 1.

Построение планов возможных скоростей произведено по следующим уравнениям:

B = A + BA;

Длина вектора A=Pva=45мм



1.5 Определение приведенных моментов инерции II группы звеньев.

Во II группу звеньев входят: поршни 3 и 5, шатуны 2 и 4.Для определения приведенного момента инерции JIIпр второй группы звеньев механизма воспользуемся следующими формулами.

1). При поступательном движении i-го звена механизма

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

2). При вращательном движении звена вокруг неподвижной оси

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

3). При плоскопараллельном движении звена

Jiпр = mi(Vsi/)2 + Jis(i/)2.

Для данного механизма приведенные моменты инерции определены по следующим формулам.

J3пр = m3(Vc/1)2 = m3Vqc2, где m3 = 50 кг;

J5пр = m5(VD/1)2 = m5VqD2, где m5 = 32 кг;

Jпр = Jпр = J2S(2/1)2 = J2SU212 , где J2S = 0,6 кгм2;

J4ппр =J2ппр = m2(VS2/1)2 = m2VqS22, где m2 = 26 кг;

Для каждого положения механизма найдены соответнно численные значения приведенных моментов инерции J2ппр , Jпр, J3пр, Jllпр и построены их зависимости от угла поворота 1 в масштабе μJ=60/0,5=120 мм/(кг*м2),где 60 мм-ордината графика J3пр в положении кривошипа (3).

Jllпр = J2ппр +Jпр+ J3пр + J4ппр + Jпр + J5пр

Значения приведены в таблицах (1.4, 1.5).

Таблица 1.4

№ пп

0

1

2

3

4

5

6

J2ппр,

кг*м2

0,179

0,245

0,338

0,343

0,292

0,22

0,179

Jпр, кг*м2

0,008

0,006

0,036

0

0,036

0,006

0,008

J3пр, кг*м2

0

0,072

0,29

0,5

0,48

0,18

0

J5пр, кг*м2

0

0,12

0,31

0,32

0,18

0,046

0







№ пп

7

8

9

10

11

12

J2ппр,

кг*м2

0,22

0,292

0,343

0,338

0,245

0,179

Jпр, кг*м2

0,006

0,036

0

0,036

0,006

0,008

J3пр, кг*м2

0,18

0,48

0,5

0,29

0,072

0

J5пр, кг*м2

0,046

0,18

0,32

0,31

0,12

0


Таблица 1.5


№ пп

0

1

2

3

4

5

6

z(J2ппр),

мм

21,5

29,4

40,6

41,3

35

26,4

21,5

z(Jпр) мм

0,96

0,72

——

——

——

——

——

Z(J3пр), мм

0

8,7

35

60

58

21,6

0

Z(J5пр), мм

0

14,4

37

38

21,6

5,5

0

Z(JIIпр),мм

43

81

149

183

157

84

43


№ пп

7

8

9

10

11

12

z(J2ппр),

мм

26,4

35

41,3

40,6

29,4

21,5

z(Jпр) мм

——

——

——

——

——

——

Z(J3пр), мм

21,6

58

60

35

8,7

0

Z(J5пр), мм

5,5

21,6

38

72

14,4

0

Z(JIIпр),мм

84

157

183

149

81

43


1.6 Построение графика приведенного момента сопротивления.

Для определения закона движения механизма, механизм сведен к одномассовой динамической модели и определен приведенный момент

Мпр = МСпр , т.к. нас интересует закон движения механизма после выключения электродвигателя, т.е когда МДпр =0.

Приведеный момент от сил сопротивления определен по следующей формуле

МСпр = F1* VqB + F2* VqD= Мпр+ Мпр

Сила Fi,H определена с спользованием графиков сил F(SC), построенных ранее.

М пр = (yF1/F1)* VqB

М2 пр = (yF2/F2)* VqD F масштаб сил, мм/Н;

Значения приведенного момента Мспр по ходу поршня показаны в таблице 1.6).

Таблица 1.6

пп

0

1

2

3

4

5

6

М пр

H*м

0

683

0

0

0

0

0

М пр

H*м

0

-1330

-1410

-1645

-1083

-604,5

0

Z(М пр)

мм

0

39

0

0

0

0

0

Z(М пр)

мм

0

-76

-80

-94

-61,7

-34,5

0

Мпр

0

-649

-1404

-1667

-1083

-614

0



пп

7

8

9

10

11

12

М пр

H*м

-37

-198

-747,5

-1815,5

-1950

0

М пр

H*м

630

1029

1050

798

825

0

Z(М пр)

мм

-2

-11,3

-43

-103

-111

0

Z(М пр)

мм

36

59

60

45,5

47

0

Мпр

597

842

298

-1018

-1088

0


Зная в каждом положении механизма величины приведенных моментов, сложив их алгебраически, получен суммарный приведенный момент

Мпр = МСпр + Мдпр

и построен график Мпр(1).

Выбран масштаб по оси ординат (суммарного приведенного момента)

м = 120/2100=0,057мм/Нм;

по оси абцисс (угол поворота)

= 38,19 мм/рад.

Значения суммарного момента Мпр по ходу поршня приведены в таблице (1.6)


1.7 Построение графика суммарной работы.

По условию приведения сил суммарная работа А всех сил и моментов, действующих на звенья механизма, равна работе суммарного приведенного момента Мпр и находится из равенства

А = Мпр d.

Методом графического интегрирования графика Мпр (1) построена кривая А(1), отрезок интегрирования выбран длиной К = 70мм.

Масштаб работы при этом вычислен по формуле

А = , мм/Дж, где

М - масштаб момента Мпр, мм/Нм;

- масштаб угла поворота , мм/град;

К - отрезок интегрирования , мм;

откуда

А = 0,057*38,2/70=0,031 мм/Дж.

Численные значения суммарной работы А представлены в таблице (1.7)

Таблица 1.7

пп

0

1

2

3

4

5

6

А, Дж

-3323

-3549

-4097

-5033

-5742

-6226

-6388

пп

7

8

9

10

11

12


А, Дж

-2903

-2516

-2355

-2548

-3161

-3323



1.8 Определение суммарного приведенного момента инерции.

Суммарный приведенный момент инерции всего механизма равен сумме приведенных моментов инерции всех его звеньев и зависит от положения механизма:

Jпр = Jiпр.

Jпр зависит от отношения скоростей и может определяться без учета действительного закона движения звеньев.

Постоянный момент инерции вращающихся звеньев, приведенных к валу кривошипа (включая момент инерции ротора электродвигателя, планетарного редуктора, маховика)

Jlпр = Jэдпр + Jред + Jмах =2,16+0,82+18=20,98 [кгм2].

Jэдпр = U2 Jэд = (nэд / n1)2Jэд = (49,17/10,83)2*0,105=2,16[кгм2].

Суммарный приведенный момент инерции:

Jпр = Jlпр + Jllпр , значения которого приведены в таблице 1.8


1.9 Построение графика угловой скорости.

Для получения искомой зависимости угловой скорости используется уравнение

, где Tн= Jпр1ср2/2,

Jпр = Jlпр + Jllпр = 20,98+0,358=21,3кг*м2

Tн=21,3*682/2=49246 Дж

Результаты расчетов сводятся в таблицу 1.8.

Таблица 1.8

пп

0

1

2

3

4

5

6

Jпр

Кг*м2

21,34

21,7

22,2

22,5

22,3

21,7

21,34

ω1

рад/с

65,6

69,4

63,8

62,7

62,5

63

65,8


пп

7

8

9

10

11

12

Jпр

Кг*м2

21,7

22,3

22,5

22,2

21,7

21,34

ω1

рад/с

65,4

64,7

64,6

64,9

65,2

65,6



По полученным значениям строится график 1(1) в масштабах:

= 38,2 мм/рад;

= 1 ммс/рад;

1.10 Построение графика времени.

Известно, что

.

Примем и графически проинтегрируем график 1(1).

График 1(1) поделим на 12 одинаковых частей и заменим ступенчатым графиком с ординатами , и т.д. по условию равенства площадей на участке. Значения ординат переносятся на ось ординат, а затем на отрицательную полуось абсцисс. Из каждой полученной точки строится отрезок до соединения с верхним концом отрезка интегрирования К = 20 мм, отложенного на оси ординат. На соответствующих участках графика tн() непрерывно проводятся линии, параллельные полученным отрезкам. Через полученные точки проводится кривая времени tн(). Масштаб кривой

μtφ * Kω мм/с.

μt =38,2*20/1=764 мм/с.

Конечная ордината графика t (φ) пропорциональна времени одного цикла работы механизма

tk=76/764=0,098 (c)

1.11 Построение графика углового ускорения.

Угловое ускорение звена динамической модели считается по формуле . Производная определяется графически, используя соотношение , где  – угол между касательной, проведённой к кривой в исследуемом положении, и положительным направлением оси абсцисс.

Результаты расчетов сводятся в таблицу (1.14).

Таблица 1.9

пп

0

1

2

3

4

5

6

1,рад

0

-120

-143,2

-74

11,4

81

0

пп

7

8

9

10

11

12


1,рад

-89

-26,2

13,2

37,1

41

0



По полученным значениям строится график 1(1) в масштабах

= 38,2 мм/рад;

= 1 ммс-2/рад;


1.12 Определение количества полных оборотов до остановки.


Работа сил сопротивления за цикл 3323 Дж .


=(2*(-3065+49246)/21,34- z*2*3323/21,34) 0,5=0

z=13,9

Значит,остановка произойдет через 14 оборотов вала.






Случайные файлы

Файл
165703.rtf
132426.rtf
30761.rtf
163696.rtf
20192-1.rtf