123333 (Механизмы компрессора), страница 2

2.3 Определение приведённого момента сопротивления

Определим максимальную силу , которая действует на ползун В по следующей формуле:

(2.13)

где, - Максимальное индикаторное давление,

- диаметр поршня,

Определим расстояние от оси до графика по формуле (2.14)

На планах скоростей прикладываем все силы, действующие на механизм, и указываем их плечи. Составляем сумму моментов относительно полюса и решаем уравнение.

Для 1-го положения:

(2.14)

где, плечи соответствующих сил, снятые с плана скоростей, мм.

H,

, во всех положениях

H

Находим момент привидения:

(2.15)

где, - приведённая сила, Н

- длина соответствующего звена, м

Н∙м

Для 2-го положения:

H

Н∙м

Для 3-го положения:

H

Н∙м

Для 4-го положения:

H

Н∙м

Для 5-го положения:

H

Н∙м

Для 6-го положения:

H

Н∙м

Для 7-го положения:

H

Н∙м

Для 8-го положения:

H

Н∙м

Для 9-го положения:

H

Н∙м

Для 10-го положения:

H

Н∙м

Для 11-го положения:

H

Н∙м

Для 12-го положения:

H

Н∙м

Все значения сводим в таблицу.

Таблица 2.4 – Приведённые моменты сопротивления

Определяем масштабный коэффициент построения графика моментов сопротивления:

, (2.16)

где, - масштабный коэффициент по оси

- максимальное значение ,

- значение на графике, мм

По данным расчёта строится график .

Путём графического интегрирования графика приведённого момента строится график работ сил сопротивления .

График работ движущих сил получаем в виде прямой, соединяющей начало и конец графика работ сил сопротивления.

Масштабный коэффициент графика работ:

, (2.17)

где, Н – полюсное расстояние для графического интегрирования, мм

Н=60мм

Момент движущий является величиной постоянной и определяется графически.

Путём вычитания ординат графика из соответствующих ординат строится график изменения кинетической энергии .

(2.18)

По методу Ф. Витенбауэра на основании ранее построенных графиков и строим диаграмму энергия-масса .

Определяем углы и под которыми к диаграмме энергия-масса, проводятся касательные.

(2.19)

(2.20)

где, - коэффициент неравномерности вращения кривошипа.

Из чертежа определим

Определяем момент инерции маховика

, (2.21)

Маховик устанавливается на валу звена приведения.

Определим основные параметры маховика.

,кг (2,22)

где, - масса маховика, кг

- плотность материала, (материал-Сталь 45)

- ширина маховика, м

- диаметр маховика, м

,м (2,23)

где, - коэффициент (0,1÷0,3),

м

м

кг

3. Силовой анализ рычажного механизма

3.1 Построение плана скоростей для расчётного положения

Расчётным положением является положение №11. Построение плана скоростей описано в разделе №2. Масштабный коэффициент плана скоростей

3.2 Определение ускорений

Определяем угловое ускорение звена 1.

, (3.1)

где, - момент от сил движущих,

- момент от сил сопротивления,

- приведённый момент инерции маховика,

- приведённый момент инерции рычажного механизма для расчётного положения,

- первая производная от приведённого момента инерции механизма для расчётного положения

, (3.2)

где, - масштабный коэффициент по оси ,

- масштабный коэффициент по оси φ,

- угол между касательной, проведённой к кривой графика в расчётном положении и осью φ.

Знак минуса говорит о том, что кривошип ОА замедляется. Направляем против направления и берём значение ускорения по модулю.

Строим план ускорений для расчётного положения.

Скорость точки А определяем по формуле

, (3.3)

где, - ускорение точки А,

- нормальное ускорение точки А относительно точки О,

- тангенциальное (касательное) ускорение точки А,

Ускорение найдём по формуле:

, (3.4)

где, - угловая скорость кривошипа,

- длина звена ОА, м

Ускорение найдём по формуле:

, (3.5)

Из произвольно выбранного полюса откладываем вектор длиной 100 мм. Найдём масштабный коэффициент плана скоростей.

, (3.6)

Определим длину вектора :

Ускорение точки А определим из следующеё формулы:

Определим ускорение точки B из следующей системы уравнений:

, (3.7)

Для определения нормальных ускорений точки В относительно точек А и С

Воспользуемся следующими формулами:

Определим длину векторов :

Ускорение направляющей равно нулю, т.к. она неподвижна.

Кореолисово ускорение точки В относительно направляющей рано нулю, т.к. точка В движется только поступательно относительно .

Ускорение точки В найдём, решив системе (3.7) векторным способом:

Из вершины вектора ускорения точки А ( ) откладываем вектор (параллелен звену АВ и направлен от В к А), из вершины вектора

проводим прямую перпендикулярную звену АВ (линия действия ); из полюса проводим горизонтальную прямую (линия действия ); на пересечении линий действия векторов и получим точку b, соединив полученную точку с полюсом, получим вектор ускорения точки В.

Из плана ускорений определяем вектор ускорения точки В и вектор тангенциального ускорения :

Ускорение сочки С определяем аналогично ускорению точки B.

Определим длину векторов :

Из полученных тангенциальных ускорений найдём угловые ускорения 2-го и 3-го звеньев:

Определим ускорения центров масс звеньев:

Ускорение центра масс 2-го звена найдём из соотношения (3.10)

(3.8)

Из плана ускорений мм

мм

мм

Ускорение центра масс 4-го звена найдём из соотношения (3.11)

(3.9)

Из плана ускорений мм

мм

мм

Ускорения центров масс 3-го и 5-го звеньев равны ускорениям точек D и D’ соответственно:

Значения всех ускорений сведём в таблицу:

Таблица 3.1 – Ускорения звеньев

3.3 Определение сил и моментов инерции звеньев

Силы инерции определяем по формуле:

(3.10)

где. - масса i-го звена, кг;

- ускорение центра масс i-го звена,

Определяем моменты инерции звеньев:

(3.11)

где, - момент инерции i-го звена,

- момент инерции i-го звена относительно центра масс,

- угловая скорость i-го звена,

Рассчитаем силу тяжести каждого звена:

3.4 Определение реакций в кинематических парах и уравновешивающей силы методом планов

Рассмотрим группу Асура 2-3:

Найдём тангенциальную реакцию из следующего уравнения:

(3.12)

Из уравнения (3.12) получим

С помощью плана сил определим неизвестные реакции и :

Найдём масштабный коэффициент

Из плана сил определяем значения неизвестных сил: