Теория механизмов и машин. Курсовое проектирование под ред. Г.А.Тимофеева, Н.В.Умнова 2012г (1004943), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Приведенным моментом МД сил тяжести бз звена 2 пренебрегают, так как он мал по сравнению с моментом М,пл (табл. 3.3). 6. Построение графика суммарного приведенного момента М"Р(яр~). С учетом знака суммируют ординаты графиков Млпв(гр~) и М„"~(гр~) (см. рис. 3.11, д). 7. Определение суммарной работы Ат(гр~): Ю А = ) М"Рг/гРН Внач График Ах(гр~) (см. рис.
3.11, лгс) строят методом графического интегрирования графика М"Р(гр~), выбирая отрезок интегрирования К = 40 мм. В конце цикла установившегося движения суммарная ра- бота всех сил равна нулю, Ах — — О. Масштаб графика Ах(лр1) по оси ординат НА = Нл/Н, /К = = 95,5 мм/кДж = 0,0955 мм/Дж. 8. Построение графика переменных (рис. 3.11, з) приведенных моментов инерции ./11р второй группы звеньев выполняют с помощью формул (3.25)— (3.27), используя полученные значения передаточных функций.
В механизме компрессора во вторую группу звеньев входят звено 3 — поршень и звено 2 — шатун. Приведенные моменты инерции этих звеньев определяют по следующим формулам: пр 2 пр 2 пр 2 '/3 л1зрлС '/2п 1я2~~ 52~ '/2в '/2зи21. Рекомендуется зависимость ~РР(1р1) строить с более мелким шагом Л<р! — — 15'. Результаты расчетов сводят в таблицу. Отдельно строят зависимости Уз" (1р1),,/2й(1р1) /2в (1р1) и их сумму ./11 (1р1).
Масштаб по оси ординат Н/ (мм/(кг. м2)) выбирают из удобства построения. В рассматриваемом примере при лр1 — — 90' (положение 6) .Уз"Р— — 0,064 кг м2. В положении 6 механизма ордината графика Уз"Р—— 96 мм. Тогда Нз — — УзпР/,/з"Р— — 96/0,064 = = 1,5 1Оз мм/(кг.м2). 9. Построение графика полной кинетической энергии всего механизма Т(<р1) проводят по зависимости Т= Ах+ Т„,„. 1О. Построение графика кинетической энергии Тп(1р1) (приближенного) второй группы звеньев (см. рис. 3.11, з). По формуле (3.40) пересчитывают масштаб построенного графика./ "Р(<р1): Н г — — 2Н.//о21м — — 2 1,5 102/62,8 = 0,76 мм/Дж; ю1, — — 2пл! — — 6,28 10 = 62,8 рад/с.
! 1. Построение графика кинетической энергии Т1(1р1) первой группы звеньев (приближенного) (см. Рис. 3.11, ж) осуществляют по уравнению (3.37), Т1 —— Т вЂ” Тц. В каждом положении механизма из ординат кривой Т(<р1) вычитают ординаты Уц(НА/Нг), Равные значениЯм ТцНА в соответствУ- ющих положениях механизма. Ординатыуц берут с графика Тц(1р1): НА/Н2 —— 0,0955/0,76 = 0,13. Далее составляют таблицу вычитаемых отрезков (табл.
3.4) и строят график (см. рис. 3.11, ж). 12. Определение необходимого момента инерции маховых масс /пР по формуле (3.36). Максималь- 1 ное изменение (ЛТ1)„в за период цикла находят из графика Т1 (см. рис. 3.11, ж), т. е. Т1 п,вв — Т1 пап = ( ЬУг1)нб/НЛ = 59/0,0955 = 617,8 Дж. Таблица 3.4 Тогда ./, Р=(ЬТ)„,/(юа, Ь) =617,8 40/(62,8' 1) = =6,28 кг м2. Момент инерции дополнительной маховой массы .Уд „определяют по формуле (3.42): = 6,26 — (0,25 + 0,53 + 0,55) = 4,93 кг м2, где /"прт — приведенный момент инерции ротора электрического двигателя: .УпР =.У и2, =0,023 4,8 =0,53 кг м2. 13.
Построение графика (приближенного) угловой скорости ю1(лр! ) выполняют по графику Т1(<р1) (см. рис. 3.11, ж), для чего определяют масштаб угловой скорости по формуле (3.43): Н. = НА,/!"рю1, — — 0,0955.6,26.62,8 = = 37,54 мм/(рад с 1). Расстояние от линии ю1,р до оси абсцисс находят по формуле (3.44): у вр = ю1ср 11. = 62,8 37,54 = 2357,5 мм.
В приложении 7 (лист 7) приведен пример анализа динамики инерционного конвейера, не описанного подробно в настоящем пособии, но с методикой выполнения которого можно ознакомиться в учебной литературе, посвященной инерционным транспортерам (см.: Решение задач динамики для инерционных транспортеров / Под ред. А.К. Мусатова. М., 2003). 3.5. Выбор электрического двигателя и анализ влияния его механической характеристики на движение механизма При определении закона движения начального звена механизма и расчете маховых масс по методу Мерцалова исходят из предположения, что силы сопротивления и движущие силы зависят только от приведенного момента движущих сил, который считают постоянным и равным его среднему за цикл 45 значению. Однако механические характеристики электрических асинхронных и ряда других двигателей не обеспечивают выполнение этого условия, так как движущий момент Мл, на валу ротора электрического двигателя изменяется с изменением частоты л его вращения (рис.
3.12, а). Поэтому решение, найденное по методу Мерцалова, следует считать только первым приближением. Для всех машинных агрегатов, в которых источником движения является электрический двигатель, необходимо подобрать тип двигателя по каталогу (справочнику) или с помощью приложения 8. Расчеты начинают с определения работы Ас ц заданных сил сопротивления на выходном звене механизма за цикл установившегося движения: при поступательном движении звена бд Асц ~ ~с~(~ о при вращательном движении Яд А,ц= ~ М,ЬР. о При вычислении интеграла работу А, ц представляют, как правило, в виде суммы работ при рабочем А р х и вспомогательном А „, ходах: Ас ц Ар.х+'4в,х Во многих частных случаях работу А, ц вычисляют по следующим соотношениям: а) сила сопротивления г„ приложенная к ползуну, постоянна при прямом и обратных ходах: Ас ц Апр,х Асбр.х >'с 2»С> где Ьс — ход палзуна; б) сила сопротивления Гс постоянна при прямом ходе и равна нулю при обратном: Ас ц Апр.х ~с1'С в) сила сопротивления гс постоянна на части прямого хода длиной 1 и равна нулю на остальном перемещении: Ас ц '4пр.х ~с1 г) сила сопротивления Гс постоянна на части прямого хода длиной 1, сила трения Е„постоянна при рабочем и холостом ходах: Ас ц = Апр х+ Аобр х = гс1+ гг'2"с*' д) силы сопротивления Г х и Р'„„постоянны соответственно при рабочем и холостом ходах: Ас ц Апр.х Аобр.х > пр.х»С > обр.х»С> е) сила сопротивления на части хода длиной 1 изменяется линейно в пределах от Р; до Р А,„= 0,5(Р; +Р' *)1; ж) момент М, сил сопротивления постоянен при повороте звена 1 (см.
рис. 3.11, а): Элемент привода Одноступенчатая цилиндрическая зубчатая передача ................. Однорядный планетарный редуктор Двухрядный планетарный редуктор со смешанным зацеплением ........ Ременная передача ................ Цепная передача.................. Пара подшипников качения Упругая соединительная муфта КПД 0,96 — 0,98 0,9 — 0,95 0,85-0,9 0,94-0,95 0,93-0,95 0,99 0,98 При последовательном соединении элементов привода общий КПД определяют как произведение КПД отдельных элементов. В рассматриваемом машинном агрегате (см.
рис. 3.11, г) привод вала компрессора (кривошипа 1) включает однорядный планетарный редуктор (ПР) и открытую зубчатую передачу (ЗП) (общее передаточное отношение которых и ~ — — ллв/л~ —— = ипризп = 4,8), а также две пары подшипников и упругую муфту. Поэтому суммарный КПД привода здесь рассчитывают по формуле г Че ЧПРЧзпЧполЧмуф> Чх — — 0,93 0,96 0,99х 0,98 = 0,86. При определении закона движения вала компрессора в рассматриваемом примере не учитывались силы трения в кинематических парах рычажного А, „= Мс<Р~, где <р~ — угол поворота, рад; з) сила сопротивления задана в виде графика (Гб„Яб) силы, приложенной, например, к звену 5: А, „=1,1'(1г,(г,), где 1; — площадь под кривой Р'~с(Яб), мм~; рр— масштаб силы Рб„ммlН; цб — масштаб перемеще- нии Яб, мм1м.
Для рассматриваемого одноцилиндрового порш- невого компрессора (см. рис. 3.11) механическая ха- рактеристика задана в виде индикаторной диаграм- мы Р(Бс) (см. рис. 3.11, б). Площадь диаграммы пропорциональна затраченной работе. Средняя мощность рабочей машины ср сц> ц сц ! где л~ — заданная частота вращения кривошипа 1, с '. После выбора электрического двигателя по мощности частоту л~ необходимо уточнить. Для определения необходимой мощности элект- рического двигателя нужно рассчитать коэффици- ент полезного действия привода (включающего зуб- чатые, ременные, цепные передачи, планетарный редуктор, муфты, подшипники). Ниже приведены ориентировочные значения КПД различных элемен- тов привода: 46 н дв, об/мин содв Род~с ОО снн со ср СО ном и снн и нам Мд ср Мд ном мдр, н б ~дом Мнус Мвр ~дв О Рис.
3.12 47 механизма, поэтому КПД кривошипно-ползунного механизма принимают равным единице. Кроме того, не учитывалась передача мощности кулачковому механизму (КМ) и зубчатой передаче. Далее определяют мощность электрического двигателя Р„, > Р,р /Пдп Электрический двигатель выбирают по каталогу или по таблицам приложения 8. Рекомендуется применять асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором как наиболее надежные и экономичные. В большинстве заданий на курсовой проект указаны параметры электрических двигателей: частота вращения ротора, момент инерции (или маховой момент) ротора.
Однако эти данные ориентировочные и их следует уточнить и привести в соответствие с параметрами выбираемого двигателя. Для его подбора задаются синхронной частотой вращения ротора (750, 1000, 1500, 3000 об/мин) и используют найденную выше его минимально необходимую мощность. Единая серия асинхронных электрических двигателей 4А предусматривает пределы мощности от 0,06 до 400 кВт. Двигатели выполняют со стандартным скольжением (4А), с повышенным пусковым моментом (4АР) или с повышенным скольжением (4АС). Они обладают разными свойствами. Так, движущий момент на валу двигателя с повышенным скольжением (при одном и том же коэффициенте неравномерности вращения) изменяется меньше, чем у двигателей серии 4А. В каталоге указаны синхронная вснп и номинальная пн м частоты вращения, номинальная мощность Рд„относительные значения пускового, критического и номинального крутящих моментов, Хп Мпус/Мном Хкр ™спвд/Мном а также маховой момент ротора рлй~, с помощью которых можно найти соответственно пусковой и максимальный (опрокндывающий) моменты.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
