arhangelsk (Методические указания по курсовому проекту под ред. Архангельской), страница 5

Схемамеханизма пресса представлена на рис. 31. Источником механической энергииявляется электродвигатель, который через зубчатый механизм с передаточнымотношением U д   д 1 приводит во вращение начальное звено 1 (зубчатыймеханизм на рис. 31 не показан). Вращение звена 1 посредством кулисногомеханизма преобразуется в возвратно-поступательное движение ползуна 5.При движении ползуна вниз происходит прессование брикета. Состороны последнего при этом на ползун действует сила полезногосопротивления PC , характер изменения которой задан графиком PC ( S E ) . Придвижении ползуна вверх сила PC  0 .

Цикл работы механизма происходит заодин оборот звена 1, т.е.  ц  2 рад. Момент электродвигателя M д можно впервом приближении считать постоянным: M д  const . Пользуясь методомприведения сил, изложенным в §5, п.а, построим графики M спр ( 1 ) и  M Gпр ( 1 )(рис. 31). Согласно уравнению (56) для определения суммарного приведенногомомента M пр необходимо иметь еще график M дпр ( 1 ) (рис.

31). Приведенныйдвижущий момент равен M дпр  U д  M д  const . Однако величина M д не задана,1i1поэтомуMпрдопределяетсяизусловия,чтоAд ц  Ac ц .Работасилсопротивления за цикл пропорциональна площади f c , мм 2 под кривой M спр ( 1 )и равнаfсAсц Дж . M  Работа движущих сил за циклAдц  M дпр  2 Дж ,поскольку M дпр  const .

Следовательно,fcM дпр Нм M    2Масштаб  M мм Н  м назначается; масштаб   мм/рад определяется поформуле    b  ц . В нашем примере    b 2 мм/рад.Имея теперь все необходимые зависимости, построим график суммарногоприведенного момента M пр (рис. 31). Проинтегрировав графическизависимость M пр , получим искомый график A (1 ) (рис. 31) в масштабе  A  M  мм ДжKгде K - отрезок интегрирования, мм;  M и   - масштабы исходных графиков.Конечная ордината графика Aпр ( 1 ) должна быть равна нулю: этопризнак установившегося движения.Рассмотрим на другом примере получение суммарной работы без32подсчета площадей.

Определим суммарную работу A для машинного агрегата,состоящего из двухтактного двигателя внутреннего сгорания иэлектрогенератора. Схема механизма двигателя и его индикаторная диаграммапредставлены на рис. 22. Момент сопротивления электрогенератора принятприближенно постоянным M c  const , но не задан по величине.Построим график приведенного момента движущих сил M дпр ( 1 ) (рис.23а).

Проведем графическое интегрирование этого графика и получим кривуюработы приведенного движущего момента (рис. 23б). Ордината этой кривой вконце цикла изображает в масштабе  A работу приведенного моментадвижущих Aд зa цикл. При установившемся движении работа движущих сил зацикл по величине равна работе сил сопротивления Aд ц  Ac ц . Следовательно,ордината, пропорциональная Aдц , будет одновременно в том же масштабе  Aизображать работу сил сопротивления за цикл, но взятую с обратным знаком( Aдц   Aсц ).На рис. 23б изобразим работу Aсц с ее истинный знаком и покажемзависимость Aс (1 ) . Эта зависимость выразится наклонной прямой, так какM спр  M с  const . Ординату, изображающую момент M спр в масштабе  M ,определим, проведя графическое дифференцирование графика Ac ( 1 ) .График суммарной работы A ( 1 ) построим, сложив в каждомположении ординаты работы движущих сил и сил сопротивления.Для этого на графике Aд (1 ) (рис.

23б) проведем штриховую линию,изображающую зависимость  Ac ( 1 ) . Алгебраическая сумма ординат этихграфиков дает отрезок, заключенный между кривыми Aд и ( Ac ) иизображающий в масштабе текущее значение суммарной работы A . ГрафикA ( 1 ) показан на рис. 24.в) Кинетическая энергия звеньев механизмаГрафик кинетической энергии всех звеньев механизмаПосколькуT  A  Tнач ,ось абсцисс графика A ( ) нужно перенести вниз на величину ординаты,соответствующей начальной кинетической энергии Tнач . Однако конкретноезначение Tнач пока неизвестно; поэтому положение оси абсцисс показано на рис.24 условно.Построение графика приведенных моментов инерции J IIпр ( ) иприближенного графика TII ( ) .

Для решения уравнения (54) необходимо иметьграфик кинетической энергии TII ( ) II группы звеньев. Определимкинетическую энергию TII через приведенные моменты инерции этой жегруппы звеньев. Для этого построим зависимость J IIпр ( ) . Построение графика33J IIпр ( ) разберем на примере кривошипно-ползунного механизма (рис. 22), IIгруппа звеньев которого включает в себя звенья 2 и 3.34Для определения приведенных моментов инерции звена 2 (шатуна),совершающего плоское движение, и звена 3 (ползуна), движущегосяпоступательно, используем формулы (34) и (32):22 VS  2 прпрпрJ 2  J 2 П  J 2 В  m2    J 2 S   , 1  1 22V J  m3  B  . 1 Заменяя 1  V A lOA ,  2  VBA l BA и переходя к отрезкам с плановвозможных скоростей, получим222 lOA   ba  pS 2 2прJ 2  m2  lOA    J 2 S     , pa  l BA   pa пр32 pb J  m3  l    . pa Еще раз обратим внимание на то, что величины J 2пр и J 3пр зависят ототношения скоростей точек механизма, а не от их абсолютного значения.Отношения скоростей, входящие в выражения для определения J 2пр и J 3пр ,заменяются для каждого положения механизма отношением соответствующихотрезков, взятых с планов возможных скоростей.

Выберем масштаб J мм кг  м 2 и построим зависимости J 2прП , J 2прВ и J 3пр по углу поворота  1 .Сложив их, получим график J IIпр ( 1 ) (рис. 25).Кинетическую энергию TII звеньев 2 и 3 выразим через суммуприведенных моментов инерции J IIпр этих звеньев:J IIпр  12TII 2Кинетическую энергию T2 звена 2 представим в виде двух слагаемых: T2 П кинетической энергии звена в поступательной части движения со скоростью VSпр32OA2и T2 В - кинетической энергии во вращательной части движения вокруг оси,проходящей через центр масс S 2 шатуна.

В результате получимJ пр  12T2 П  T2 В  T3  TII  II2Закон изменения 1 еще неизвестен. Поэтому для определения TIIвоспользуемся приближенным равенством 1  1 , поскольку коэффициентсрнеравномерности  - величина малая.ТогдаTII  JТак как 1  const , то TIIср12(57)2можно считать пропорциональной J IIпр , апрIIср35построенную кривую J IIпр ( 1 ) принять за приближенную кривую TII ( 1 ) .Масштаб графика TII ( 1 )2 T  2  J мм Дж (58)1срПри решении задачи динамики для многоцилиндровых поршневыхмашин должен быть построен графикn T ( )   T IIi 1IIi,где n - число рассматриваемых механизмов, равное числу цилиндров машины.Рекомендуется описанным выше способом получить сначала графикTII ( ) для механизма, передающего движение от поршня цилиндра на главный(коленчатый) вал, а затем в каждом положении механизма графически илианалитически просуммировать n ординат этой диаграммы, учитывая уголмежду осями цилиндров и угол между кривошипами коленчатого вала.Так, например, на рис.

30 показана схема двухцилиндровогодвухтактного двигателя внутреннего сгорания с рядным расположениемцилиндров. Рабочий процесс в каждом цилиндре происходит за один оборотглавного вала - начального вала 1. Угол между кривошипами коленчатого валасоставляет  рад, угол между осями цилиндров равен 0. При такомрасположении цилиндров и таком угле между кривошипами кинематическиепроцессы механизмов рассматриваемого двигателя сдвинуты друготносительно друга на угол  рад. Фазы рабочего процесса в цилиндре 2 сдвинуты по отношению к одноименным фазам рабочего процесса в цилиндре 1также на угол  , т.е.

на угол поворота главного вала за время половины цикла.На такой же угол сдвинуты изображенные на рис. 30 графики TII ( 1 )1сц иTII ( 1 ) 2 сц для механизмов цилиндров 1 и 2. После сложения ординат этихграфиков получен график  TII ( 1 ) (рис. 30).36Построение приближенного графика TI ( 1 ) . Согласно уравнению (54)имеемСледовательно, для механизма двигателя (см.

рис. 22) при построении кривойTI ( 1 ) необходимо из ординат кривой T ( 1 ) (рис. 26) в каждом положениимеханизма вычесть отрезки, изображающие величины TII ; взятые из графикаTII ( 1 ) (рис. 25); вычитаемые отрезка должны быть представлены обязательно втом же масштабе  A мм Жж , в каком построена кривая T ( 1 ) . Полученнаякривая TI (1 ) (рис. 26) - приближенная, так как построена вычитанием източной кривой T ( 1 ) приближенных значений TII .г) Определение необходимого момента инерции маховых массПостроив кривую TI ( 1 ) (рис. 26), найдем на ней точки F и N,соответствующие значениям TI max и TI min , и получим согласно уравнению (55)максимальное изменение кинетической энергии I группы звеньев за периодциклаy TI max  TI max  TI min  T max Дж ,Iгде yTImaxA- отрезок в мм, изображавший TI max в масштабе  AНеобходимый момент инерции J Iпр подсчитывается по формуле (53)T J Iпр  2 I max кг  м 2 .1  срДопущение, что 1  1 , при построении графика TII ( 1 ) , не вноситсрзаметной ошибки в расчет при малых значениях  .

При значениях   1 20 ,чтобы избежать завышения маховых масс, в расчет целесообразно вноситьпоправку, пользуясь формулой37T J Iпр Imax  TII  TIIF12  N(59)сргде TII и TII - значения кинетической анергии звеньев II группы (рис. 25)соответственно в положениях механизма f и n, где кинетическая энергиязвеньев I группы имеет значения TI max и TI min (рис. 26).FNд) Определение момента инерции дополнительной маховой массыПо формуле (53) подсчитывается тот необходимый момент инерции J Iпр ,который обеспечит колебания угловой скорости 1 в пределах, заданныхкоэффициентом неравномерности  . В I группу звеньев кроме начальногозвена часто входят еще и другие звенья: роторы различных машин, зубчатыеколеса, подвижные части редукторов и т.д. Все эти звенья, связанные с начальным звеном постоянным передаточным отношением, обладают маховымимассами, которые влияют на закон движения начального звена. Если суммаприведенных моментов инерции этих звеньев оказывается меньше значениянеобходимого момента инерции J Iпр , то в состав I группы звеньев надо вводитьдополнительную маховую массу, момент инерции которой определяют поформулеJ доп  J Iпр   J врпр.дет.

(60)где  J врпр.дет. - сумма приведенных моментов инерции вращающихся деталей,связанных с начальным звеном постоянным передаточным отношением.Напомним, что если для ротора задан маховой момент GD 2 кгс  м 2 (втехнической системе единиц), то его нужно пересчитать на момент инерции(см.