Теория механизмов и машин. Курсовое проектирование под ред. Г.А.Тимофеева, Н.В.Умнова 2012г (1004943), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Синхронную частоту вращения п,нн ротора подбираемого двигателя находят из соотношения лснн л1ид1 Здесь л~ — заданная приближенная частота вращения кривошипа /. По каталогу выбирают асинхронный трехфазный электрический двигатель единой серии 4А с повышенным скольжением. Для рассматриваемого примера это двигатель 4АС132М2УЗ, его номинальная мощность Р, = П кВт, синхронная частота вращения п,ннов 3000 об/мин, номинальная частота вращения пн = 2840 об/мин; дп св 2; )с„р од 2,4; маховой момент ротора ри)3~ = 0,09 кг. м~.
Перечисленные параметры двигателя позволяют рассчитать угловую скорость при номинальной мощности ном = к" ном /30 = и 2840/30 = 297,25 рад/с; номинальный движущий момент Мном = дв/оздвном = 000/297~~~ = ~~Ф '~1 пусковой момент Мпус = ~п Мном = 2'37 01 = 74,02 Н м; критический (максимальный) момент Мкр = сов Мном = 2 4'37 01 = 88,82 Н'м; момент инерции ротора ./р„= 0,25 ри Ф = 0,25. 0,9 = 0,0225 кг м~ и построить механическую характеристику л,(М,) двигателя 4АС80А6УЗ (рис. 3.12, а).
При построении механической характеристики участок кривой, примыкающий к точке с номинальными параметрами ин Мн „, приближенно можно заменить отрезком прямой линии (второй участок кривой от Мп, до М„р также допускается заменить отрезком прямой). Параметры динамической модели механизма уточняют, используя построенную механическую характеристику двигателя (см. рис. 3.12, а). Сначала, учитывая передаточное отношение привода ид~ — — лд,/п1 — — 4,8 и его КПД (В = 0,86), строят при- веденную механическую характеристику двигателя, т.
е. зависимость «э~(Мд"Р) (см. рис. 3.11, ж). С этой целью рассчитывают синхронную угловую скорость звена приведения (и кривошипа 1) «э»син = «здвсин/пдв! = пивин/(30пдв») = = и 3000/(30 4,8) = 65,42 рад/с и номинальную угловую скорость звена приведения «э~ иом = «здв ном /"дв ~ = 297 25/4,8 = 61,93 рал/с; находят приведенный номинальный движущий момент Мдйом Мном дв~ = 31,01 4,8. 0,86 = 152,78 Н м; приведенный пусковой момент МдпРус = /1п Мд нРом = 2 ' 152 78 = 305,56 Н м; приведенный критический (максимальный) момент М",Рвх = Хн Мд",воо = 2,4 152,78 = 366,7 Н м. Среднее значение приведенного движущего момента (3.46) сравнивают для проверки со значением МпР, найденным в разд.
3.3. Далее по рассчитанным выше значениям парапр пр пр метров «'син» «эхом» Мдном» Мд пус и Мд пах строят при веденную механическую характеристику двигателя (рис. 3.12, б), находят среднюю угловую скорость Мпр д ном «»син « ном (3.47) Мд ср 'осин «эср пр 152,78 65,42 — 61,93 = 62 37 133,6 65,42 — «3с и частоту и, вращения кривошипа л~ «эс /(2к).
Согласно формуле (3.47) л~ — — 62,37/(2п) = 9,93 с ' (в исходных данных было задано и, = 10,1 с '). На графике «эдв(Мдпй) отмечают наибольшее изменение угловой скорости (Л«з)„«, которое определяют по формуле (Л«э)и« вЂ” — 8«зср; (Л«з)н« вЂ”вЂ” = 1/(40 62,37) = 1,56 рад/с, и соответствующее наибольшее изменение приведенного движущего момента (Мд"Р)н«при работе машины с заданным коэффициентом неравномерности Ь вращения криво- шипа 1.
При этом необходимо провести проверку условия (3.48) «Э!п»вх Юсин ( где «э~ в„— максимальная угловая скорость криво- шипа, определяемая из соотношения а, .х=а„р(1+8/2). Если условие (3.48) не выполняется, то следует либо уменьшить заданный коэффициент б, либо выбрать электродвигатель с другой механической характеристикой (с большим скольжением). Найденные по формуле (3.48) числовые значения «эппвх можно использовать для уточненных расчетов движущего момента. Используя ось «з~ графика «э~(ср~ ), повторяют построение приведенной механической характеристики двигателя (см.
рис. 3.11, ж) «э~(Мд"Р) в масштабах )т„и (ты от «э„„н до «эдом. При этом график «э~(Мв5 Р) располагают так относительно графика «у~(ср~ ), чтобы оси в, совпадали. Ординату точки вгони на оси «э~ (см. рис. 3.11, ж) находят, пользуясь масштабом рки или рассчитывают длину отрезка оси от «э г с до «э ~ снн.' )т,о(«у~ син — «э~ ср) = 37 82(65 42 — 62 37) = = 115,35 мм. Ординату )т,дМдср графика Мдср(~р~), построенного на рис.
3.12, б штриховыми линиями, откладывают по горизонтали на уровне «э~с (см. рис. 3.11, ж) и таким образом получают точку Мд"р(у,; в,), которую соединяют прямой линией с точкой «з~ снн. Фактически на рис. 3.11, ж построен линеаризованный участок приведенной рабочей характеристики двигателя. Текущие значения приведенного движущего момента Мд Р(с«', «ь) определяют графически, используя построенный на рис.
3.11, ж график ю,(Мд"Р). Для этого проводят горизонтальные прямые через точки графика «э~(<р~ ) до пересечения с графиком механической характеристики и определяют отрезки )т,д М,пР для каждой позиции механизма По этим отрезкам графически можно построить зависимость Мд"Р(<р~), которая будет отличаться от значениЯ МдпР— — сопзй пРинЯтого Ранее в динамических расчетах. Девиация значения движущего момента обычно невелика и в ее интегрировании для получения «уточненного» закона движения нет необходимости. В приложении 7 (листы 5, 6) приведены примеры проектирования станков в установившемся режиме движения с разными законами изменения сил производственного сопротивления.
4. СИЛОВОЙ РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА б Рне. 4.2 Рнс. 4.1 При проектировании механизма необходимо знать внешние силы и моменты, действующие на его звенья, а также внутренние силовые факторы— реакции связей — в кинематических парах. Чтобы определить внутренние силы, проводят силовой расчет механизма, по результатам которого выполняют расчеты деталей и узлов машины на прочность, жесткость и износ, подшипников качения и скольжения и выбирают вид смазки и места ее подвода, а также выполняют другие проектные и провероч- ные расчеты. В кинематических парах реакции связи вычисляют с помощью уравнений статики для механической системы, основываясь на принципе Д'Аламбера. При этом рассматривают только идеальные кинематические пары, т.
е. считают, что трение в парах отсутствует. Методика проведения силового расчета в курсе теории механизмов и машин отличается от методики, принятой в курсе теоретической механики, главным образом системой упрощений, связанных с учетом конкретных особенностей структурной схемы механизма. 4.1. Силы, действующие в кинематнческнх парах плоского механизма Вращательная «инематическая пара. Связь, наложенная на относительное движение звеньев 1 и~' (рис.
4.1, а), допускает их вращение (оз;) относительно направляющей пары В и запрещает относительное поступательное движение звеньев. Рассмат- ривая звено 1 в условиях равновесия (рис. 4.1, б), удаляют связь и заменяют ее реакцией К;. При силовом расчете механизма с вращательной кинематической парой определяют модуль вектора реакции ~К,-~ и его направление в выбранной системе координат. Точка приложения силы известна— геометрический центр кинематической вращательной пары.
При необходимости можно найти и проекции вектора реакции К; на оси координат. Число связей п„во вращательной кинематической паре и, следовательно, число неизвестных скалярных величин при ее силовом расчете равно двум, пвв Поступательная кинематическая пара. Связи, наложенные на относительное движение звеньев 1 и~ (рис. 4.2, а), допускают только их относительное поступательное движение (ч;) вдоль направляющей поступательной пары А и запрещают их относительное поступательное движение перпендикулярно оси направляющей пары и их относительное вращение.
Рассматривая звено 1 в условиях равновесия (рис. 4.2, б), удаляют связь и заменяют ее реакцией К; и реактивным моментом М;.. При силовом расчете механизма с поступательной парой определяют модуль вектора реакции ~ К; ~ и реактивный момент М; . Направление вектора реакции К,- известно — по нормали к контактирующим поверхностям звеньев, т. е. по нормали к на- правляющей поступательной пары А. Иногда вместо реактивного момента определяют плечо Ь! приложения реакции, которое отсчитывают вдоль направляющей поступательной пары от точки А„основания перпендикуляра, опущенного из центра вращательной пары В этого же звена ! на направляющую поступательной пары А, или от точки пересечения направляющих двух поступательных пар. Иными словами, реакцию К;- и реактивный момент М; можно заменить одной силой — реакцией К;в приложенной в точке А, которая смещена на расстояние Ь! от точки А„.
Число связей п„в поступательной кинематической паре и, следовательно, число неизвестных скалярных величин при ее силовом расчете равно двум, пвв Высшая кинематическая пара. Связи, наложенные на относительное движение звеньев ! и ! (рис. 4.3), запрещают движение звеньев в направлении нормали и к контактирующим поверхностям, допуская относительное движение звеньев (ч;;) вдоль касательной г и относительное вращение (о«; ).
Рассматривая равновесие звена ! (рис. 4.3, б), удаляют связь и заменяют ее реакцией К;,. Рис. 4З При силовом анализе механизмов с высшей кинематической парой определяют только модуль вектора реакции ~ К; !. Точка приложения силы известна — точка С„контакта рабочих профилей кинематической пары С, кроме того, известно направление вектора силы — нормаль пп контакта к профилям. Число связей п„в высшей кинематичесюй паре и, следовательно, число неизвестных скалярных величин при ее силовом расчете равно единице, и„= 1. 4.2. Виды и этапы силового расчета Задачей силового расчета исследуемого механизма при известных внешних силах, моментах, кинематических характеристиках, а также известном законе движения является определение реакций в кинематических парах механизма и уравновешивающей силы или момента (управляю«цее силовое воздействие).
Виды силового расчета: статический — для механизмов, находящихся в покое или движущихся с малыми скоростями, когда инерционные силы пренебрежимо малы, а также в случаях, когда массы и моменты инерции звеньев механизма не известны (что возможно на начальных этапах проектирования).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
