Mathcad - лист 1 (Проектирование и исследование механизмов кислородного двухцилиндрового компрессора)
Описание файла
Файл "Mathcad - лист 1" внутри архива находится в папке "лист 1". PDF-файл из архива "Проектирование и исследование механизмов кислородного двухцилиндрового компрессора", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "теория механизмов и машин (тмм)" из 5 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "курсовые/домашние работы", в предмете "теория механизмов машин (тмм)" в общих файлах.
Просмотр PDF-файла онлайн
Текст из PDF
максимальный ход поршнейHF := 0.070угол качения коромыслаB := 36degконструкционный уголθ := 165degразмор по стойкеh2 := 0.118Amax := 8degмаксимальный угол давлениядля звеньев 4 и5KV := 1коэффициент изменения скоростиn1 := 1401δ1 :=15Синтез механизмаНачальные значения параметров:l1 := h2l2 := h2h1 := h2l4 := B l3 − l3 ⋅ cos 2 (l3 :=)2 ⋅ sin Amaxθ1 := 0degHFB22 ⋅ sin Решение системы уравненийGiven(l2 − l1) ⋅ cos (θ1) − l3 ⋅ sin 180deg − 2− θ = h2(l2 − l1) ⋅ sin (θ1) + l3 ⋅ cos 180deg − 2− θ = h1BB(l2 + l1) ⋅ cos (θ1) − l3 ⋅ sin 180deg +B(l2 + l1) ⋅ sin (θ1) + l3 ⋅ cos 180deg +B()Q := Find l1 , l2 , h1 , θ1lAO := Q0lDF := l4− θ = h22− θ = h12моменты инерцииJ 1s := 0.001J 2s := 0.01J p := 0.35J 3s := 0.06J ред := 0.04pmax := 1500массы звеньевm1 := 0.5m2 := 1.2m3 := 2.8m5 := 4.9lAB := Q1h1 := Q2lCD := l3θ1 := Q3 ⋅h3 := h1 + lCD −180deglBC := lCDπ B lCD − lCD ⋅ cos 2 2кинематический анализданоlAO = 0.035lAB = 0.1510258h1 = 0.14314θ1 = 0.2618lCD = 0.11326lDF = 0.019916h2 = 0.118обобщенная координата- угол поворота звена 1 ϕ()ϕ1 ( ϕ) := π − θ1 − ϕ_____________________________________________________________I Группа 1-0 (в)()ya ( ϕ) := lAO ⋅ sin ( ϕ1 ( ϕ) )x a ( ϕ) := lAO ⋅ cos ϕ1 ( ϕ)Координаты точки А_____________________________________________________________II Группа 2-3 (ввв)x c := −h2yc := h1Координаты точки CНачальные значения параметров:ϕ2 := 2ϕ3 := 150degGiven( )( )ya ( ϕ) + lAB ⋅ sin ( ϕ2) = yc + lBC ⋅ sin ( ϕ3)x a ( ϕ) + lAB ⋅ cos ϕ2 = x c + lBC ⋅ cos ϕ3 ϕ2 ( ϕ) := Find ϕ , ϕ( 2 3) ϕ ( ϕ) 3 (x b ( ϕ) := x c + lBC ⋅ cos ϕ3 ( ϕ)(yb ( ϕ) := yc + lBC ⋅ sin ϕ3 ( ϕ)x s2 ( ϕ) :=ys2 ( ϕ) :=))Координаты точки В(xb ( ϕ) + xa (ϕ) )2(yb (ϕ) + ya (ϕ))Координаты точки S22_____________________________________________________________II Группа 4-5 (ввп)Координаты точки D()()yd ( ϕ) := yc + ( x b ( ϕ) − x c ) ⋅ sin ( −θ) + ( yb ( ϕ) − yc ) ⋅ cos ( θ)x d ( ϕ) := x c + x b ( ϕ) − x c ⋅ cos ( θ) − yc − yb ( ϕ) ⋅ sin ( θ)snϕ4 ( ϕ) :=(yd ( ϕ) − h3)cosϕ4( ϕ) := − 1 − snϕ4 ( ϕ)lDF2 snϕ4 ( ϕ) ϕ4 ( ϕ) := atan cosϕ4( ϕ) Координаты точки F(x f ( ϕ) := x d ( ϕ) + lDF ⋅ cos ϕ4 ( ϕ))yf ( ϕ) := h3_____________________________________________________________Аналоги угловых скоростейωq2 ( ϕ) :=ωq3 ( ϕ) :=ωq4 ( ϕ) :=ddϕddϕddϕАналоги угловых ускорений2ϕ2 ( ϕ)ξ q2 ( ϕ) :=ϕ3 ( ϕ)dϕ ( ϕ)2 2dϕ2ξ q3 ( ϕ) :=dϕ ( ϕ)2 3dϕdξ q4 ( ϕ) :=ωq4 ( ϕ)dϕϕ4 ( ϕ)_____________________________________________________________Аналоги скоростей и ускорений точек приложения массdVqs2x ( ϕ) :=x s2 ( ϕ)aqs2x ( ϕ) :=ys2 ( ϕ)aqs2y ( ϕ) :=dϕdVqs2y ( ϕ) :=dϕ2Vqs2 ( ϕ) := Vqs2y ( ϕ) + Vqs2x ( ϕ)dVqfx ( ϕ) :=aqfx ( ϕ) :=dϕddϕddϕVqs2x ( ϕ)V qs2y ( ϕ)2Vqs5x ( ϕ) := Vqfx ( ϕ)x f ( ϕ)dVqfx ( ϕ)dϕ_____________________________________________________________Приведение массПриведенные моменты инерцииJ prjI := J 1s(J prj2( ϕ) := J 2s ⋅ ωq2 ( ϕ))2J prm2( ϕ) := m2 ⋅ Vqs2x ( ϕ)()2 + (Vqs2y( ϕ))2J pr2 ( ϕ) := J prm2( ϕ) + J prj2( ϕ)(J prj3( ϕ) := J 3s ⋅ ωq3 ( ϕ)()2)J prm5( ϕ) := m5 ⋅ Vqs5x ( ϕ)()2J prII ( ϕ) := J prj2( ϕ) + J prm2( ϕ) + J prj3( ϕ) + J prm5( ϕ)J pr ( ϕ) := J prjI + J prII ( ϕ)Производные приведенных моментов инерцииdJprj2 ( ϕ) := 2 ⋅ J 2s ⋅ ωq2 ( ϕ) ⋅ ξ q2 ( ϕ)dJprj3 ( ϕ) := 2 ⋅ J 3s ⋅ ωq3 ( ϕ) ⋅ ξ q3 ( ϕ)(dJprm2 ( ϕ) := 2 ⋅ m2 ⋅ V qs2x ( ϕ) ⋅ aqs2x ( ϕ) + Vqs2y ( ϕ) ⋅ aqs2y ( ϕ(dJprm5 ( ϕ) := 2 ⋅ m5 ⋅ V qfx ( ϕ) ⋅ aqfx ( ϕ))dJprII ( ϕ) := dJprm5 ( ϕ) + dJprm2 ( ϕ) + dJprj3( ϕ) + dJprj2( ϕ)График приведенных моментов инерции0.015JprII( β )0.01Jprm2 ( β )Jprj3( β )Jprm5 ( β )5× 10−30024β_____________________________________________________________Приведение силPmax := 1500Sп := π ⋅( 7.5)42= 44.179Функция индикаторной диаграммы компрессора6 0 0.1 0.2 0.3 Sbcпр := 0.4 0.5 0.6 0.7 0.76 0.24 0.3 0.4 0.5 Sbcлев := 0.6 0.7 0.8 0.9 1 0.2 0.23 0.27 0.32 Pbcпр := 0.38 0.46 0.57 0.74 1 1 0.74 0.57 0.46 Pbcлев := 0.38 0.32 0.27 0.23 0.2 ( 0.72 0.8 Sadпр := 0.9 1 0 0.1 Sadлев := 0.2 0.28 )(PBCпр ( s ) :=Pbcпр ( s ) if s < 0.761 otherwisePADпр ( s ) :=0.2 if s < 0.72Padпр ( s ) otherwises3 := 0 , 0.001 ..
1 1 0.5 Padлев := 0.28 0.2 (Vbcпр := pspline Sbcпр , PbcпрPbcпр ( s1) := interp Vbcпр , Sbcпр , Pbcпр , s1s1 := 0 , 0.001 .. 0.76 0.2 0.28 Padпр := 0.5 1 )Vadпр := pspline Sadпр , Padпр)(Padпр ( s2) := interp Vadпр , Sadпр , Padпр ,s2 := 0.72 , 0.721 .. 1 0.76 ⋅ iPbcпрi := Pbcпр 24 0.28 Padпрi := Padпр 0.72 +⋅ i24 10.8PBCпр( s3)0.6PADпр( s3)0.40.200.51s3(Vbcлев := pspline Sbcлев , Pbcлев)(Vadлев := pspline Sadлев , Padлев(Pbcлев ( s1) := interp Vbcлев , Sbcлев , Pbcлев , s1s1 := 0.24 , 0.241 .. 1PBCлев ( s ) :=(Padлев ( s2) := interp Vadлев , Sadлев , Pads2 := 0.72 , 0.721 ..
1 0.76 ⋅ iPbcлевi := Pbcлев 24 1 if s < 0.24Pbcлев ( s ) otherwisePADлев ( s ) :=)0.28 Padлевi := Padлев 0.72 +⋅ i24 Padлев ( s ) if s < 0.280.2 otherwises3 := 0 , 0.001 .. 110.8PBCлев( s3 )0.6PADлев( s3 )0.40.200.5)1s3Зависимость относительного перемещения поршней от угла поворота кривошипаx f ( 0 ) − x f ( ϕ)Hп ( ϕ) :=2 ⋅ lAO10.80.6Hп ( β)0.40.200246βЗависимость давления в поршнях от угла поворота кривошипа()PADпр ( Hп ( ϕ) )Pправ ( ϕ) :=PBCпр Hп ( ϕ)if Vqfx ( ϕ) < 0Pлев ( ϕ) :=otherwise()PBCлев ( Hп ( ϕ) )PADлев Hп ( ϕ)Pсум ( ϕ) := P прав ( ϕ) − P лев ( ϕ)ϕ := 0 , 0.05 ..
2π1Pлев( β )0.5Pправ( β )Pсум( β )0− 0.5−101.0472.0943.1424.1895.236βСилы действующие на толкательP ( ϕ) := Pmax ⋅ P сум ( ϕ)Fсум ( ϕ) := Sп ⋅ P ( ϕ)Fлев ( ϕ) := −Sп ⋅ Pmax ⋅ Pлев ( ϕ)Fправ ( ϕ) := Sп ⋅ Pmax ⋅ P прав ( ϕ)6.283if Vqfx ( ϕ) < 0otherwiseFсум( β )1× 1055× 104Fлев( β )Fправ( β )0− 5× 104− 1× 1050246βПриведенные моменты сил сопротивленияMлев ( ϕ) := Vqfx ( ϕ) ⋅ Fлев ( ϕ)Mпр ( ϕ) := Vqfx ( ϕ) ⋅ Fправ ( ϕ)Ms ( ϕ) := Mпр ( ϕ) + Mлев ( ϕ)1×10Mлев( β )30Mпр( β )Ms( β )− 1×103− 2×1030100200βdeg2sMpr2 ( ϕ) := −m2 ⋅ g ⋅ Vqs2y ( ϕ) ⋅m300MпривΣ ( ϕ) := Mpr2 ( ϕ) + Ms ( ϕ)( )M1 := MпривΣ vϕjj()MS := lspline vϕ , M1()MΣ ( ϕ) := interp MS , vϕ , M1 , ϕ1×103500MпривΣ( β )0MΣ( β )− 500− 1×103− 1.5×1030100200βdegРабота сил сопротивления за цикл⌠Aсопр := ⌡2π0MΣ ( ϕ) dϕ = −2659.013300Mпрд :=−Aсопр⌠Aсопр1 ( ϕ) := ⌡= 423.1952 ⋅πMпрд1 ( ϕ) := −Mпрд ⋅ ϕϕMпрΣ ( ϕ) dϕ1× 100ω1ср :=MΣ ( ϕ) dϕ0MпрΣ ( ϕ) := Mпрд + MΣ ( ϕ)⌠AΣ ( ϕ) := ⌡ϕn1 ⋅ 2 π60TII ( ϕ) := J prII ( ϕ) ⋅Aсопр1( β )= 14.661ω1ср30Mпрд1( β )2AΣ( β )2Aсопр1( β ) −Mпрд1( β )∆TI ( ϕ) := A Σ ( ϕ) − TII ( ϕ)− 1× 103− 2× 103− 3× 1030100200300βdeg21.5ff := 180degTII( β ) 1Given()f minf min := Minimize ∆TI , ff(deg)0.5= 163.01300∆TImin := ∆TI f min = −61.652ff := 280deg()()max∆TI := ∆TImax − ∆TImin = 869.444J prI :=max∆TI()2ω1ср ⋅ δ1= 60.676200βdegGivenf max := Maximize ∆TI , ff∆TImax := ∆TI f max = 807.792100f maxdeg= 264.72300∆TI ( ϕ) −∆ω ( ϕ) :=∆TImax + ∆TImin2ω1ср ⋅ J prIω1 ( ϕ) := ω1ср + ∆ω ( ϕ)15.215ω1 ( β ) 14.814.6ω1ср14.414.2140100200300βdegMпрΣ ( ϕ)ε 1 ( ϕ) :=J prI + J prII ( ϕ)−((ω1 (ϕ))22 ⋅ J prI + J prII ( ϕ)2010ε1 ( β )0− 10− 200100200300βdegPc := Mпрд ⋅ ω1ср = 6.204 × 10Pд := 7500ndh := 2920λ p := 2.53ndc := 3000ηд := 0.8575)⋅ dJprII ( ϕ)λ k := 3.2MDH :=Pд ⋅ 60 ⋅ ηд2π ⋅ ndhb2 := 1= 21.032k 2 := 1b1 := 1Given0 = b2 + k 2 ⋅ ndcMDH = b2 + k 2 ⋅ ndhMDH ⋅ λ k = b2 + k 2 ⋅ ndkMDH ⋅ λ p = b1MDH ⋅ λ k = b1 + k 1 ⋅ ndk(FF := Find b2 , k 2 , b1 , k 1 , ndk)b2 := FF0k 2 := FF1b1 := FF2k 1 := FF3ndk := FF4( )Mdv ndv := 788.706 −0.263 52.58FF = −3 5.365 × 10 3 2.744 × 10 (b1 + k1 ⋅ ndv)(b2 + k2 ⋅ ndv)if ndv < ndkotherwisek 1 := 1ndk := ndcndv := 0 , 0.1 ..
ndc8060( )Mdv n dv 4020001× 1032× 10n dvndhUd1 :=60 ⋅ n1GivenMпрдUd1n1= b2 + k 2 ⋅ 60 ⋅⋅U2π60 d1( )UD1 := Find Ud1UD1 = 0.539b2pr := 100k 2pr := −10b1pr := 10k 1pr := 10ωk := 14Givenπ ⋅ ndc0 = b2pr + k 2pr ⋅30 ⋅ UD1π ⋅ ndhMDH ⋅ UD1 = b2pr + k 2pr ⋅30 ⋅ UD1MDH ⋅ UD1⋅ λ k = b2pr + k 2pr ⋅ ωkMDH ⋅ UD1⋅ λ p = b1prMDH ⋅ UD1⋅ λ k = b1pr + k 1pr ⋅ ωk()33× 103(FF1 := Find b2pr , k 2pr , b1pr , k 1pr , ωkb2PR := FF10) 424.895 −0.729 FF1 = 28.326 0.015 533.392 k 2PR := FF11b1PR := FF12k 1PR := FF13ωK := FF14(b1PR + k1PR⋅ ω)MD ( ω) :=if ω < ωKb2PR + k 2PR ⋅ ω otherwiseω := 0 , 0.01 .. ωK ⋅ 1.08MPRDn := MDH ⋅ UD14030MD ( ω)20MPRDn10002002400600ωJ PRr := J p ⋅ UD1 = 0.102J доп := J prI − J 1s − J PRr − J ред5Dмах := 0.366 ⋅ J доп = 0.832mмах :=8 ⋅ J допDмах2= 700.368bмах := 0.2Dмах = 0.166J доп = 60.5345Dмахс := 0.406 ⋅ J доп = 0.922bмахс := 0.2 ⋅ DмахсDмахс1 := 0.8 ⋅ Dмахс = 0.738mмахс := 6123 ⋅ Dмахс − Dмахс122ωq2 =ωq3 =i0.2320.2420.148-0.012-0.152-0.228-0.232-0.174-0.0840.0060.0880.166ωq4 =iiVqs2 =i00.202-0-0.2960.3160.305-0.2130.0850.2260.2430.1220.193-0-0-0.135-0.212-0.252-0.251-0.311-0.046-0.290.224-0.1840.2730-0JprII =MпрΣ =0.232V qfx = ⋅ bмахс = 345.998iii00.0010.0010.0010.001000.0010.0010.0010.0010.0010MΣ =i-0-0.0220.0010.006422.996918.08-0.036-0.0340.0140.013127.695-363.351-786.546-0.0250.007-901.935-1325.13-0.0140.003-297.128-720.32300.001423.3940.1990.0150.003884.982461.7870.0280.009381.109-42.0860.0350.013-94.564-517.7590.0330.012-908.691-1331.8860.020.005-627.769-1050.964-00.001422.996-0.199-0.199494.885-295.5V qfx =JprII =iiMпрΣ =iMΣ =i-00.001422.996-0.199-0.0220.006918.08494.885-0.0360.014127.695-295.5-0.0340.013-363.351-786.546-0.0250.007-901.935-1325.13-0.0140.003-297.128-720.32300.001423.3940.1990.0150.003884.982461.7870.0280.009381.109-42.0860.0350.013-94.564-517.7590.0330.012-908.691-1331.8860.020.005-627.769-1050.964-00.001422.996-0.199∆T I =i-0.097431.926700.342646.584289.974-27.5240.157384.199735.736803.156576.23662.284-0.097AΣ =432.574701.832647.961290.763-27.2220.254384.539736.686804.584577.50362.8260i0.0970.6481.491.3770.7890.3020.0970.340.951.4281.2670.5420.097ii0TII =∆T I =A сопр1 =i-0.0970431.926210.99700.342258.664646.584-16.792289.974-595.575-27.524-1135.1440.157-1329.252384.199-1166.552735.736-1035.989803.156-1189.676576.236-1638.3462.284-2374.302-0.097-2659.013ωi =εi =14.24114.7276.97115.09815.02914.9682.09-5.97114.567-14.84514.21-4.88614.2426.97814.67314.56915.0686.25915.144-1.56514.889-14.95614.311-10.32314.2416.971.
