arhangelsk (Методические указания по курсовому проекту под ред. Архангельской), страница 6

введение).Рассмотрим пример. На рис. 27 показана та часть механизма машинногоагрегата, которая представляет собой I группу звеньев. Начальное звено коленчатый вал (в) основного механизма - тихоходный. Поэтому между ним иэлектродвигателем поставлена понижающая передача, состоящая из редуктораи пары зубчатых колес Z 2 и Z 1 . Для нашего примера момент инерцииначального звена J 10  J в  J Z .138С помощью формулы (60) определим момент инерции дополнительноймаховой массы, которая размещается на валу начального звенапрпр.J доп  J Iпр  J в  J Z  J Zпр  J ред J рот12получен из динамического расчета.Необходимый момент инерции JПриведенные моменты инерции остальных звеньев I группы подсчитываютсяследующим образом:22 Z1  2 2прJ Z  J Z  U 21  J Z     J Z    ; Z2  1 прI22222 прJ рот J рот  в   J рот  U д2 . 1 Здесь U 21 и U д - передаточные функции.11е) Определение закона движения механизмаЗакон движения начального звена механизма может быть определен поуравнению (42).Однако определив по этому уравнению угловой скорости затруднено тем,что необходимо знать начальные условия, которые обычно дляустановившегося движения наперед неизвестны.

Поэтому при определениизакона движения воспользуемся тем, что при малых значениях коэффициентанеравномерности  верхняя часть графика TI (1 ) (рис. 26), изображающаяизменение кинетической энергии TI , приближенно изображает такжеизменение угловой скорости 1 .В точках F и N кривой 1 имеет соответственно значения 1 max и 1 min .Масштаб графика угловой скорости определяется по формулемм(61)   A  J Iпр  1рад  с 1Чтобы перейти от изменений угловой скорости к ее полному значению,необходимо определить положения оси абсцисс графика 1 (1 ) .

Для этогочерез середину отрезка, изображающего разность 1 max  1 min  и равногоразности ординат точек F и N (рис. 26), проводится горизонтальная штриховаялиния, которая является линией средней угловой скорости 1 . Расстояние отсрсрлинии 1 до оси абсцисс определяется следующим образом:срy ср   кр   мм (62)Получив положение оси абсцисс графика 1 ( 1 ) , можно определить1J пр нач   1нач .221 нач ,а по ней и Tнач39§ 10. Методические указания для выполнении листа проекта"Проектирование основного механизмаи определение закона его движения"Реальный механизм с начальным вращающимся звеном следует заменитьодномассовой динамической моделью (см. § 5).Решение рекомендуется выполнять в следующем порядке (первые восемьпунктов относятся одновременно к переходным режимам и к установившемусядвижению механизма):1. Проектируют механизм по заданным условиям. (Определяют размерызвеньев - гл.

I).2. На листе вычерчивают в масштабе схему механизма. Угол поворотаначального звена за цикл работы механизма разбивают на требуемое числоравных частей. Механизм строят во всех положениях.3. Для каждого из положений механизма строят план возможныхскоростей (§ 5).4. Строят заданную индикаторную диаграмму p ( s) (для поршневоймашины) и график усилий P( s ) , действующих на выходное звено (ползун,поршень, коромысло и др.) (§ 4).5. Строят графики приведенных моментов от сил движущих M дпр ( ) ,сопротивления M cпр ( ) и тяжести M Gпр ( ) ) в функции угла поворота начальногозвена (§ 5, п. а; § 9, п.

б).6. Строят трафик суммарного приведенного момента M пр ( ) (§ 5, п. а).7. Методом графического интегрирования строят график суммарнойработы A ( ) (§ 7; § 9, п.б).8. Строят график J iпр ( ) переменных приведенных моментов инерциизвеньев II группы и их сумму J IIпр ( ) , а для многоцилиндровой машины J IIпр ( ) (§ 9, п. в).Далее пункты порядка решения нумеруются с буквой "А" для переходныхрежимов движения, с буквой "Б" - для установившегося движения.9А. Для каждого положения механизма определяют величинусуммарного приведенного момента инерции J пр  J Iпр  J IIпр . График J IIпр ( )построен (см. п. 8).

J Iпр   J iпр  const определяют по исходным даннымпроекта (§ 9, п. д).10А. По заданным начальным условиям (  нач и  нач ) определяютвеличину начальной кинетической энергии Tнач по формуле (45).11A. Для каждого положения механизма по формуле (42) подсчитываютугловую скорость и строят график  ( ) .12A.

В каждом положении механизма определяют угловое ускорение по формуле (48) и строят график  ( ) .13A. Строят график времени t ( ) (§ 8).i409Б. Выполняют переход от графика A ( ) к графику кинетическойэнергии всего механизма T ( ) (§ 9, п. в).10Б. Выполняют переход от графика J IIпр ( ) к приближенному графикуTII ( ) кинетической энергии этой же группы звеньев (§ 9, п. в).11Б. Строят график TI ( ) кинетической энергии звеньев I группы(§ 9, п. в).12Б.

Определяют по формуле (53) необходимый момент инерциимаховых масс J Iпр кг  м 2 и момент инерции дополнительной маховой массы J доп(§ 9, п. д).13Б. Выполняют переход от графика TI ( ) к приближенному графику ( ) угловой скорости начального звена (§ 9, п. а).Результаты расчета ряда параметров сводят в таблицы (примеры см.

в§ 5); таблицы включают в расчетно-пояснительную записку.Примерное расположение кинематической схемы механизма и графиковна листе проекта дано на рис. 28, 29, 30 и 31.На рис. 28 и 29 выполнено динамическое исследование для переходногорежима (разбега) соответственно транспортной машины с двухтактнымдвигателемвнутреннегосгоранияимеханизмагидравлическогогрузоопрокидователя с качающимся цилиндром.На рис. 30 и 31 выполнено динамическое исследование дляустановившегосядвижениясоответственнодлядвухцилиндровогодвухтактного двигателя внутреннего сгорания с электрогенератором ибрикетировочного пресса с электродвигателем.414243444546474849ГЛАВА 3СИЛОВОЙ РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА§ 11.

Методика определения сил в кинематических парахОбщие сведения. Силовой расчет механизмов заключается в определениисил в кинематических парах, а также неизвестных внешних сил или моментов.Результаты силового расчета необходимы для проведения прочностногорасчета деталей механизма и определения механического КПД; в последнемслучае силовой расчет проводится обязательно с учетом трения вкинематических парах.Исходные данные для силового расчета: размеры, массы и моментыинерции звеньев, закон движения начального звена, одна из внешних сил(моментов), заданная графиком для всего цикла работы.Силы взаимодействия звеньев будем обозначать буквой Q с двойныминдексом. Первая цифра индекса показывает звено, со стороны которогодействует сила; вторая цифра - звено, к которому приложена сила, например,Q12 - это сила, с которой звено 1 действует на звено 2.Силовой расчет механизма будем производить методом с применениемпринципа Даламбера.

При решении задачи к каждому звену, помимо заданныхвнешних сил и моментов, силы тяжести, искомых сил в кинематических парах,прикладываются главный вектор сил инерции  i  mi  a S и главный моментiсил инерции M    J i   i . В результате вся система сил и моментов условнорассматривается в равновесии, и задачу динамики можно теперь решатьметодами статики.Рассмотрение каждого, отдельно взятого звена с приложенными к немусилами и моментами не дает решения поставленной задачи, посколькунеизвестных больше, чем уравнений.

Поэтому заданный плоский рычажныймеханизм расчленяется на первичный механизм и структурные, статическиопределимые группы Ассура, для которых число неизвестных равно числууравнения.Расчет начинают с той структурной группы, к звеньям которойприложены известные внешние силы и моменты, а заканчивают первичныммеханизмом.Определение сил в кинематических парах структурной группы свращательными парами (рис. 32). Заданы внешние силы моменты (например,P2 Н , M 3 Н  м ), массы звеньев m2 , m3 в кг, моменты инерции звеньев J 2 S , J 3 Sв кг  м 2 относительно осей, проходящих через центры масс. Из планаускорений определяем линейные ускорения a S 2 , a S 3 в м/с2 центров масс,угловые ускорения звеньев  2 ,  3 , в рад/с и вычисляем главные векторы силинерции звеньев  2  m2  a S 2 ,  3  m3  a S 3 в Н и главные моменты силiS50M    J 2S   2 , M    J 2S   2 в Н  м22Силы во внешних шарнирах A и C разложим на составляющие,направленные по звену Q12n , Q43n и перпендикулярно к звену находим Q12 , Q4351(рис.

32а). Составляйте сил Q12 и Q43 находим из уравнений моментов силотносительно точки B для каждого звена в отдельности. Для звена 2 M B  M Q12   M P2   M G2   M  2   M   0 (63)где сила тяжести G2  m2 g Н; ускорение g =9,81 м/с2.Следует помнить, что в это уравнение числовые значения моментовподставляются со своими знаками.Отсюда находим величину и направление M Q12 , а затемQ12  M Q12  l ABАналогично для звена 3 M B  M Q43   M 3  M G3   M  3   M   0 (64)откуда находимM Q43  и Q43  M Q43  l BCСоставляющие сил Q12n и Q43n определим из векторного уравнения сил дляструктурной группы, состоящей из звеньев 2 и 3:Q12n  Q12  P2  G2   2  G3   3  Q43  Q43n  0 (65)23В этом и последующих уравнениях одной чертой подчеркнуты векторы,известные только по направлению, двумя чертами - известные по величине инаправлению.