Теория механизмов и машин. Курсовое проектирование под ред. Г.А.Тимофеева, Н.В.Умнова 2012г (1004943), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Это уточнение необходимо иметь в виду в случае вращения главного вала по ходу часовой стрелки— отрицательное значение ускорения соответствует его фактическому направлению против хода часовой стрелки. В формулах (3.45) значение я!(<р!) подставляют со знаком, согласно формальному правилу: положительными считают величины а! и я1, если они направлены против хода часовой стрелки. 3.4. Последовательность определения закона движения механизма 3.4.1. Указания к выполнению первого лиепаи курсового проекпаа Реальный механизм с начальным вращающимся звеном следует заменить одномассовой динамической моделью.
Последовательность дальнейших действий будет зависеть от того, работает ли механизм в переходном или в установившемся режиме. Этапы выполнения первого листа курсового проекта (первые шесть пункгов относятся к переходному и установившемуся движению механизма). 1. Определить недостающие размеры звеньев механизма по исходным данным.
2. На листе построить в масштабе схему механизма. Угол поворота начального звена за цикл работы механизма разбить на требуемое число равных частей. Построить схему механизма во всех положениях. 3. Определить передаточные функции исследуемого механизма с помощью соответствующих программ или построив для каждого из положений механизма план возможных скоростей. 4. Построить заданную индикаторную диаграмму р[Я(чр)! для поршневой машины и график сил Г[:а(<р)1, действующих на соответствующее звено (ползун, поршень, коромысло и др.).
5. Построить графики приведенных моментов движущих сил Мн"Р(чр), сил сопротивления М,"Р(ч!!) и сил тяжести МД'(<р) как функции обобщенной координаты чр. 6. Построить графики,Уай(д) переменных приведенных моментов инерции второй группы звеньев .У!""(чр) и график Х.ЯР(<р) их суммы для многоцилнндровых машин. Далее пункты пронумерованы для переходных режимов движения — с буквой «п», для установившегося движения — с буквой «у». Переходный режим 7п. Построить график суммарного приведенного момента М"Р(чр) с учетом всех действующих сил.
8п. Путем интегрирования графика суммарного приведенного момента М"Р(<р) построить график суммарной работы А (ар). 9п. Для каждого из положений механизма определить суммарный приведенный момент инерции У"Р(1р) = ~,"Р + ~,"Р (построение графика .Унр см. п. 6;,У "Р = сопя! определяют по исходным данным проекта). 10п. По заданным начальным условиям (!рн ч и анан) найти начальную кинетическую энергию Тн по формуле (3.33). 11п.
Для каждого из положений механизма по формуле (3.30) подсчитать угловую скорость и построить график а!(!р!). 12п. В каждом из положений механизма определить угловое ускорение я по формуле (3.34) и построить график я1(чр1). 13п. Построить график 1(чр!). 41 Установившийся режим 7у. Построить график суммарного приведенного момента М "Р(<р!) (без учета потенциальных сил). 8у. После интегрирования графика суммарного приведенного момента М "Р(<р1) найти Мд (или М,) для обеспечения установившегося движения. 9у.
Найти суммарный приведенный момент М"Р(ср!) с учетом потенциальных сил и найденного Мд (или М,), путем интегрирования графика суммарного приведенного момента Мвй(<р!) построить график суммарной работы А (ср!). 1Оу. Выполнить переход от графика А (!р!) к графику кинетической энергии всего механизма Т(~р! ).
11у. Выполнить переход от графика,УИ(ср!) к приближенному графику Тц(!р!) кинетической энергии второй группы звеньев. 12у. Построить график Т1(<р!') кинетической энергии первой группы звеньев. 13у. Определить по формулам (3.36) необходимый момент инерции маховых масс./ "Р, по форму- 1 лам (3.42) — момент инерции дополнительной маховой массы (маховика),/ „и найти размеры маховика.
14у. Выполнить переход от графика Т! (<р~ ) к приближенному графику гв(<р1) угловой скорости начального звена. Результаты расчета параметров необходимо свести в таблицу (и включить в расчетно-пояснительную записку). На каждом графике выполняемого листа должна быть построена шкала. Графики должны быть оформлены в соответствии с ГОСТ 3.319 — 81, ГОСТ 3.317 — 80. Примеры выполнения листов курсового проекта для различных машин приведены в приложении 7.
На них изображены результаты динамических исследований как установившегося, так и переходного режимов работы для транспортной машины с двигателем внутреннего сгорания, упаковочного автомата, брикетировочного пресса с электрическим приводом и др. 3.4.2. Пример проектирования и выполнения первого листа курсового проекта Для машинного агрегата (рис. 3.11, г), состоящего из одноцилиндрового вертикального поршневого компрессора, кривошипно-ползунного механизма и электрического двигателя, определяют при установившемся режиме работы необходимый момент инерции 3 "г маховых масс и закон движения 1 механизма (см.
рис. 3.1, ж). Исходные данные приведены в табл. 3.1. Ниже приведена последовательность выполнения первого листа с использованием графических методов. Таблица 3.1 Исходные данные Значение 20 м/с Средняя скорость г, поршня Отношение длины 1г шатуна 2 к длине 1, «ривошипд 1, Х~ = !з/1, Относительное положение центра масс Хм шатуна 2 (Хм = !дг,/1з) Диаметр 4 цилиндра Частота вращения и, коленчатого вала Максимальное давление р в цилиндре Масса тг шатуна 2 Масса тз поршня 3 Момент ннерцин./зг шатуна 2 относитель- но осн, проходящей через центр масс Момент инерции,/,л коленчатого вала (без маховика) Момент инерции,/, ротора электриче- ского двигателя 4,0 0,33 0,20 м 12с' 0,5 МПа 8 кг 1О кг 0,22 кг мз 0,25 кгмз 0,023 г мз 0,55 кг ыз Момент инерции./Д муфты редуктора зубчатой передачи, приведенный к звену ! Коэффициент 8 неравномерности вращения 1!40 !.
Синтез механизма. Согласно формулам (1.1), (1.2) длина кривошипа 1! — — г, /(4п!) = 3,20/(4 10) = = 0,080 м, по заданному соотношению 1!/1з — — 4,0 находят длину шатуна 1г — — 41! —— 0,080 4 = 0,320 м. 2. Построение схемы механизма (см. рис. 3.11, а), масштаб цз, мм!м.
Отрезок АВ = 1!цз — — 64 мм, тогда (гз — — 64/0,080 = 800 мм!м; отрезок ВС = 1гцз —— = 0,320 800 = 256 мм. Угол поворота начального звена разбивают на 24 равных интервала по 15' (на схеме номера позиций проставлены через 30'). Отсчет угла поворота <р! проводят от вертикальной оси, когда поршень (звено 3) находится в верхней мертвой точке (ВМТ). 3. Вычисление передаточных функций с использованием программы АВ2ц для определения кинематических характеристик кривошипно-ползунного центрального механизма. В расчетно-пояснительной записке необходимо привести таблицы входных и выходных данных. Графики гвс(<р!) и из!(!р!) строят в соответствующих масштабах (рис. 3.11, в). 4. Построение индикаторной диаграммы (рис. 3.11, б) по заданной таблице значений давления в цилиндре компрессора (табл. 3.2). Максимальный ход поршня /!з(гз на листе делят на 1О интервалов. В каждой точке деления строят ординату диаграммы, задавшись максимальной ординатой, которая для рассматриваемого примера равна 100 мм.
Тогда в относительном положении поршня Яс//!3 — — 0,6 (где Вс — текущее положение поршня 3), 42 и„= 0,8 мм/м )!в= 800 мм/м )аг = 0,2 мм/кПа 0 200 400 Р, кПа кдс м 0,2 0,08 0,03 0,12 5с и -0,2 !!» = 19,1 мм/рад в )!и = 100 мм/(кН м) СЗ Ыса, «Н.м )аа = 38,2 мм/рад 0,25 0 — 0,25 -0,50 -0,75 — 1,00 !8 д и, = 38,2 мм/рад рм — — 100 мм/кН м Ме~, Н.м 12 0,25 0 — 0,25 -0,50 — 0,75 — 1,00 из=1,5.10 мм/кг м з аа г ./и, кг м рг=07б мм/Дж Гл, Дж Пр 0,12 200 0,08 40 'а !аа 100 О, Рис. 3.11 43 0 к/2 к Зк/2 е!, рад р„= 38 мм/рад з текущее значение ординаты 100р/р 100 0 18 = = 18 мм.
Значение р/р выбирают из табл. 3.2 для Яс///3 — — 0,6 при ходе поршня вверх (при этом в цилиндре компрессора происходит сжатие воздуха). Затем вычисляют масштаб индикаторной диаграммы: р = 0,5 МПа = 5000 кПа. Тогда )гр —— 0,04 0 -0,04 -0,08 -0,10 <Р,, рад 0 рм = 38,2 мм/рад )ам=!00 ммl(кН м) = 100/500 = 0,2 мм/кПа, где 100 мм — выбранная ордината на чертеже, соответствующая р (табл. 3.2). Для определения силы давления Р, на поршень необходимо давление умножить на площадь поршня. При построении графика силы, действующей на поршень, ординаты этого графика принимают гсг =Улг/ь1гр, Таблица 3.2 " Направление отсчета относительного положения поршня — от ВМТ вниз.
Таблица 3.3 44 равными ординатам индикаторной диаграммы. Тог- да масштаб силы можно определить по формуле )тл — — цл/Яп = 0,2/0,0314 = 6,37 мм/кН, где площадь поршня Яп = кс/з/4 = л.0,2з/4 = = 0,0314 мз. Положительные значения силы Гл соответствуют положительному знаку работы этой силы, а отрицательные — отрицательному знаку.
Таблицу значений Рд приводят в расчетно-пояснительной записке. 5. Построение графиков приведенных моментов. Для определения закона движения механизма заменяют реальный механизм его одномассовой динамической моделью и находят приложенный к ее звену суммарный приведенный момент Мир — Мир + М пр с л Приведенный момент М,"Р, заменяющий силу сопротивления Р'„определяют в каждом положении механизма по формуле (3.23): МспР = Р'спас соз (Р„по ~). Силу гс выбирают по таблице или находят по индикаторной диаграмме (после ее интерполяции): ГДЕ УТЧ вЂ” — Угл — ОРДИНата С ИНДИКатОРНОй ДнаГРаМ- мы, мм; ц~ — масштаб сил, мм/кН. Для построения графика Мс"Р(гр~) (рис.
3.11, е) определяют ординаты улг с шагом /ггр~ — — 30' (табл. 3.3). Масштаб по оси ординат графика М,"Р(яр) находят, назначая (улг) „= 104,15 мм. Тогда цлг —— = (улг)шл,/(Мс"Р)шля = 104,15/1,0415 = 100 мм/(кН м). Масштаб по оси абсцисс и = 240/(2п) = = 38,2 мм/рад. Здесь 240 мм — выбранная база графика, а угол поворота гр~ звена / за цикл равен 2к рад.
Результирующий график приведен на рис. 3.11, д. Приведенный момент движущих сил Мл"Р(гр~) = = сопз1 определяют из условия, что при установившемся движении )Ал! = ~А,( за цикл; работа )А,„! пропорциональна площади /; = /; — 6 (в квадратных миллиметрах) под кривой Мс"Р(гр~). Тогда МлпР = 1Яцмр 2п = 3190/(100.38,2 6,28) = =0,133 кН м.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
