151364 (Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента)
Описание файла
Документ из архива "Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "физика" из , которые можно найти в файловом архиве . Не смотря на прямую связь этого архива с , его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "контрольные работы и аттестации", в предмете "физика" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "151364"
Текст из документа "151364"
Федеральное агентство по образованию РФ
Пермский государственный технический университет
Контрольная работа.
Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента
Вариант задания № 2-12
1. Определение кинематики и динамики равномерно ускоренного прямолинейного движения твердого тела
Для выполнения расчетов зададимся скоростью твердого тела м/с.
Определим массу ударника:
отсюда
кг
Определим время затрачиваемое ударником на ускорение:
отсюда
с.
Где
- период периодического процесса, с.
Так как время, затрачиваемое на ускорение ударника, не должно превышать 0,8 цикла, то
с
Определим ускорение:
м/с2
Определим перемещение:
м
Определим объем твердого тела:
отсюда
м3
Определим удельный вес:
где
- сила тяжести
Н
кН/м3
Определим работу силы:
где
- сила
Н
Нм
Определим мощность:
Вт
Определим геометрические размеры твердого тела:
т.к l/d=2,5
тогда м
l= м
2. Расчет пружины
1. Задаемся значением индекса пружины
Определим коэффициент К, учитывающий кривизну и форму сечения витков
-
Из конструктивных соображений, принимаем средний диаметр пружины мм.
-
Определяем диаметр проволоки
где
- заданная сила Н =99,8 кгс.( так пружина должна обеспечить равномерно ускоренное движение принимаем силу вдвое больше )
- допускаемое напряжение, кгс/мм2
мм
принимаем 6 мм.
-
Проверяем правильность предварительной оценки индекса пружины
Индекс соответствует ранее выбранному.
-
Определяем число рабочих витков:
где
- осевое перемещение торцов пружины м.,
- модуль сдвига , кгс/мм2.
-
Полное число витков
-
Длина пружины, сжатой до соприкосновения соседних рабочих витков
мм
-
Минимальны зазор между витками при максимальной рабочей нагрузке на пружину
мм
-
Шаг пружины при максимальной рабочей нагрузке на пружину
мм
-
Шаг пружины в рабочем состоянии (шаг навивки)
мм
-
Длина пружины в свободном состоянии
мм
-
Приблизительное количество проволоки, необходимое для изготовления пружины
мм
-
Приблизительная масса пружины
кг
-
Потенциальная энергия, накапливаемая пружиной за ход сжатия
кгс·мм
Жесткость пружины, продольная
кгс/мм
-
Удельная энергия пружины
(кгс·мм)/кг
Произведем еще два расчетных случая с разными скоростями твердого тела =2,3 м/с и =2,6 м/с результаты расчетов выразим в таблице 1.
Таблица 1.
Расчетные величины | 1-ый расчетный случай | 2-ой расчетный случай | 3-ий расчетный случай |
Параметры определяющие кинематику и динамику движения твердого тела | |||
, м/с | 2,3 | 2,5 | 2,6 |
, кг | 11,3 | 9,6 | 8,8 |
, с | 0,0588 | 0,0588 | 0,0588 |
, м/с2 | 39,11 | 42,52 | 44,22 |
, м. | 0,0676 | 0,0735 | 0,0764 |
, м3 | 0,0015 | 0,0012 | 0,0011 |
, кН/м3 | 73,82 | 78,4 | 78,4 |
, Н | 441,9 | 408,2 | 389,1 |
, Н·м | 30 | 30 | 30 |
, Вт | 1020,5 | 1020,5 | 1020,5 |
Геометрические параметры твердого тела | |||
, мм | 91 | 86 | 82 |
, мм | 230 | 210 | 206 |
Расчетные параметры пружин | |||
| 5 | 5 | 5 |
, мм | 28 | 30 | 32 |
, мм | 6 | 6 | 6,5 |
| 2,5 | 4 | 5 |
| 4,5 | 6 | 7 |
, мм | 24 | 44 | 48,8 |
, мм | 0,36 | 0,23 | 0,2 |
, мм | 6,36 | 8,23 | 7,7 |
, мм | 8,76 | 9,74 | 9,03 |
, мм | 30,9 | 50,9 | 56,4 |
, мм | 39,5 | 60,3 | 66,0 |
, кг | 0,087 | 0,24 | 0,23 |
, кгс·мм | 324,3 | 299,4 | 285,6 |
, (кгс·мм)/кг | 3728 | 2878 | 2195 |
Вывод
Из трех предложенных расчетных случаев, я выбираю второй как самый целесообразный с массой ударной части ( =9,6 кг.), так как данный вариант по результатам расчетов имеет оптимальные геометрические размеры, а так же динамические и кинематические характеристики.