Теория механизмов и машин. Курсовое проектирование под ред. Г.А.Тимофеева, Н.В.Умнова 2012г (1004943), страница 35
Текст из файла (страница 35)
Для контроля найдем значения передаточных функций при угле поворота криво- шипа от начального положения 120'. За начальное положение механизма принимаем положение, в котором поршень находится в крайней верхней точке: 1:= 120 г!ед Ф1(1) Ф1(Ф) ' — = -30 2 г(вд Спроецируем звенья механизма компрессора на оси координат и получим значения функций положения — В(ф) св2(ф):=— 12 1)О св2(() = -0.2165 100 180 ф2(!) — = ! 02.5039 Фг(ф):=' '(с'2(ф)) Ф2(Ф) — 90 000 ОО ч Ву(1) 0'0693 () У' УВ(!) хВ(1) "82(!) У82(!) "С( ) ч( Вх(1) 0'04 чдСу( !) = -0.0604 чц82 (1) = — 0.0664 ф:= 0,.05.. 2 к ч(182х(!) 0.0268 о.з ч((82(ф):= ч 82(1) 0'07!6 (( ш 2(() = -0.128 (( ч В) В 0.2 Ув(В 2(ф) ' Ф2(ф) (( (( увз(Ф) Ус(Ф) ол Ф:= 0,.1.. 2 к ол чоззх(М 005 чвзу(Ф) о ч с„(Ф) 0.05 -ол 0.1 0.05 0 0.05 0.1 х,хв(Ф),хвз(Ф),о -О1 о зо 0.4 0.5 0.35 0.25 Ус(Ф) 0.3 ооз(Ф) О 0.25 0.25 0.5 ' о 113 УС(ф):= УВ(ф) + 12.0(п(ф2(ф)) УС(1) = 0.2724 х82(ф):= хВ(ф) + (д82'сов!Ф2(ф)) х82(1) = 0.0464 У82(ф):= УВ(ф) + )д82 в!и!Ф2(ф)) У82(1) = 0.063! Построим кинематическую схему механизма в заданном положении и определим траектории точек: Построим графики функций положения: О.з 0 ЗО 60 90 120 150 !80 210 240 270 300 330 360 180 Ф— х 7О 0 30 60 90 120 150 180 2Ю 240 270 300 330 360 180 Ф— 2.2.
Кинематические передаточные функции скорости (аналоги скоростей): ч Ву(ф):= — УВ(Ф) о (( 1 (ф ч В„(ф):= — хВ(ф) (( ч С (Ф):= — УС(ф) (1 (( У о ч 82„(ф):= — У82(ф) () о ч 82 (ф):= х82(ф) ц х 60 90 !20 150 180 210 240 270 300 ЗЗО 360 180 Ф— х 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 180 Ф— 2.3. Кинематические передаточные функции ускоре- ния (аналоги ускорений); 12 арву(ф):= — гув(ф) арВ ~1) = О.О4 0.15 зяязг(Ф) оз ')Ряо12(Ф) ,г а в„(ф):= — "в(ф) Р 1 2 12 арсу(ф):= — ус(Ф) а В (1) 00693 р "Ряо З(Ф) гяяк(Ф) а Су(1) = 0.05 бг 'рзгу(ф):= —,Узг(ф) 12 а 82х(ф) '= "82(ф) Ч х ' г арвгу(() = О 0433 арвгх(() = -О 0464 б2 2(ф):= — Фг(ф) Р 2 фм 0,.01..2 л 8 2(() = -0.2!8! р сЫрр)2(1) = 0.0!23 сЫРВгпг(1) = -0.026! 0.05 ббррзпЗ(1) 0'0554 -Оз ббрр(11(() 0 0692 0.15 о ф:= 0,.1..
2 л + 0 1 3. Приведение масс 3.1. Определим приведенные моменты инерции; Оз РП32(ф) .— 428 сарг(ф) Зрвбг(() = 3.6066 х 10 г ОРВ)пг(ф):= гпг.(чрвгх(ф) + чрзгу(ф) ) рв 2() г) "Ргсп)3(Ф) = п)3'(чрСу(Ф) ) ОРгсгпЗ(() = 0.048 ~рйй(ф) ~РВ32(ф) + ЗРИ)пг(ф) + ~рй)пЗ(ф) ,)ррй(() = 0.0926 ф:= 0,.01.. 2 л 114 аозгу (Ф) о ачвгв(Ф) а Су(Ф) О'05 30 60 90 120 150 180 210 240 230 300 330 360 18О Ф— о 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 180 Ф— и 3.2.
Определим производные приведенных моментов инерции; б" РВ32(ф) 1= г 128'"'р2(ф)'зр2(ф) ббрр г(Ф):= ггпг (чрвгх(Ф) арвгх(Ф) + чрвг ) Ф)'арвгу(Ф)) бз яп)З(Ф):= г" 3'чреу(Ф)' рСу(Ф) 63р)41((ф) 1= бор~32(ф) + борВ(пг(ф) + бзрВ(пЗ(ф) "РЯ32 0 05 ШРЯ„2(М о ОЗРяев(Ф) О"Ряо(Ф) -оо5 -01 0 ЗО 60 90 120 !50 180 210 240 210 300 330 360 1ВО Ф— 4. Приведение сил 4.1. Рассчитаем силу давления сжимаемого газа на поршень компрессора (см. рис. 259). 4.1.1. Построим индикаторную диаграмму: 0 ваб:= .1 раб:= .2 .3 .38 .28 .18 .12 РЬс:= вЬс:= 6 10 .07 .03 4 10 ИФ) — 2 ЗО б ю- 4 $4 з:= 0,.01.. 1 п(н — ТЮ о.в РВС(О) 0 6 РАО(О) 0.4 о.г Рсу(() - 0 "47(П) — ЫЗО 075 .(Ф) 0.5 О 25 00 ЧРЬс >и 1зр11пе(зЬс, РЬс) РЬс(вц):= )п(егр(ЧРЬс, зЬс, РЬс, вц) РВС(з):= ! 1! 0<.2 $ РЬс(з) ойепмзе Чрас:= )вр))пе(ваб, раО) Ра(1(в(1):= )п(егр(Чра0, ва0, раб, 80) РА(3(з):= 0 8 з > .2 $ Ра0(в) о(Ьепч)ве о 0 0.2 0.4 0.6 0.8 ! 4.1.2. Построим зависимость относительного перемещения поршня от угла поворота кривошипа: УС(0) — УС(Ф) з(ф):= з(!) = 0.7974 211 ф:= 0,.01..
2к 30 60 ОО 120 150 180 210 240 270 300 330 360 Ф опо 4.1.3. Построим зависимость давления в цилиндре двигателя от перемещения поршня: Р(Ф):= ~ РВС(з(Ф)) Ргпа 8 ч С (Ф) > 0 ~ РА()(з(Ф)) Рвах ойепмве о о.г О.П 0.6 о.в 1 ко) 4 1.4. Построим зависимость давления в цилиндре от угла поворота кривошипа: П ЗП Ю ПП ЗЮ ЗЗП $14 2$4 244 ТЗП ЗПП ЗЗП ЗПП 4.1.5. Построим зависимость силы, действующей на поршень от угла поворота кривошипа: -2 Зо4 0 ЗО 60 ПО 120 150 $60 210 240 270 ЗОО ЗЗО 360 4.2.
Рассчитаем приведенные моменты сопротивления: (ч)РПРс( ):= Рсу(Ф)'ч()Су( ) 'Р~Рс(!) = ф:= 0,.01.. 2 л м(м монт(Ф) 500 мяяго(Ф) 500 мяяс(м - 1ИК! А(ф):= М(ф) ((ф 0 1500 О ф1= 0,.1..2 л ф:= 0,.2.. 2 л !О 5 мояоз(4) О Мяяез(9) -5 к(Ф) Г2 и АС:= ~ МРВС(ф) ()ф 0 АС = — 837.5959 200 т (Ф) — !ОО РВЕ(ф) ™РВО + МРВС(ф) Интерполяция: л Лф:= 2— Н1 — 2 1:= О.. (5(1 Й1:= 500 М1! .'= МРВ~(ч()) чф;;= Лф. (1 — !) Дт(ф):= А(ф) — т (ф) 116 МРВО2(ф):= п22'9'ч(152у(ф) МРВО2(1) = 5.3084 Мрр63(Ф ):= п)3 9 чцСу(Ф ) МРВО3(1) = 6.9282 МРЯС(ф) ™РВРс(ф) ™РВОг(ф) ™РВО3(ф) МРКС(1) 12'2366 ф:= О, .01 ..
2.л 30 60 90 !20 !50 180 210 240 270 300 330 360 !8О Ф— -!О 0 30 ЬО 90 120 !50 !80 210 240 270 ЗОО ЗЗО ЗЬО 180 9— 4.3. Рассчитаем приведенный момент движущих сил 4.3.1. Вычислим работу сил сопротивления за цикл; 4.3.2. Найдем приведенный движущий момент: -"С МРТО:= Мрр(р = 133.3075 2л 4.4.
Вычислим приведенный суммарный момент; Мв:= (вр((пе(чф,М1) М(ф):= )п(егр(Мв,чФ,М1,ф) — !ООО 0 30 60 90 120 150 180 2!О 240 270 300 330 360 мо Ф— 5. Рассчитаем момент инерции первой группы звеньев 5.1. Вычислим работу суммарного момента; 500 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 180 Ф— 4 5.2. Определим кинетическую энергию второй группы звеньев: 2 1вг т(((Ф ):= 3рщ(Ф ). 2 О О 30 60 90 120 150 !80 210 240 270 300 ЗЗО 360 180 Ф— и 5.3. Определим изменение кинетической энергии первой группы звеньев: 7. График углового ускорения звена приведения; МРГ42.(Ф) 03(ф)2 8(Ф):= — ОЗРИК!!(Ф) ° )Рй)!(Ф)'~РЯ( 2()РЯ11(Ф) 3Рй() бт((ф) о 8(1) = -3.381 (ОО 500 0 30 60 90 120 !50 180 210 240 270 300 330 360 180 Ф— л л(ф) -юо 5.4, Рассчитаем наибольшее изменение кинетической энергии первой группы звеньев: -200 (:= 3506(ед -зоо 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 180 Ф— л 01чеп йп!и йп1п ол М!п!пз)хе(ЛТ(, 1) — = 353.8212 ((ед 8.
Выбор электродвигателя 8.1. Рассчитаем необходимую мощность электродвигателя; Т) !и:=2(Т!(0 !и) (:= 210((ед 01чеп Т!гп!п = 79 7131 РС ' МРгл0'401вг йпах — = 208.5374 ((ед (пзах:= Мах)пз(хе(от),() Т!гпах оТ!((п)ах) Т( „= 595.1265 8.2. По результатам расчета выбираем электродвигатель 4А132М2УЗ: Р лл 11000 п0С .= 3000 0Т!пЬ:= Т!гпах - Т!п)!и %по = "'"'6 5.5.
Определим момент инерции первой группы звеньев: ХР.'= 1.7 )Рл(! = 3.4! 88 .09 ,10 .=— 4 8. График угловой скорости звена приведения: 8.3. Рассчитаем механическую характеристику: Р 60 7! 0 Н 2 к и ОН (Т1гпах+ Т!пз)П) ОТ 1(ф)— 2 001 (Ф ):= 1вг'"РЙ( МОН = 31.0611 2503(() = 1.5705 Начальное приближение: Ь2 л— л ! К2 ол 1 Ь1 1= 1 К1 .'= 1 ПОК 1'= ПОС оз(1) = 64.4023 031вг + ~40(Ф) 66 л (Ф) МОН "Р = Ь1 1лг 62 60 О ЗО ОО Ь2.= РР, Ь2 = 931.8328 117 2(Т1пЬ ')РВ! ' 1вг ' 90 !20 150 Гоо 210 240 270 300 330 360 18О Ф— л т! лл .93..96..99 ..98 2 РС Р0 = и п0Н .'= 2900 Хк.= 2.8 61чеп 0 = Ь2+ К2 пОС МОН Ь2+ К2 п0Н МОН 3"К = Ь2+ К2 пОК МОн "к = Ь1 + '1 п0к РР:= Е1п11(Ь2, К2, Ь1, К1, п0к) РС = 8.37бх10 3 7) = 0.8575 Р0 9.7675 х 10 3 Овеп К2.= ЕЕ) К2 = — 0.3106 Ь1 52 8039 пос 0 = Ь2РВ+ К2РН.
30 ОО,( к'пОН МОН иО1 = Ь2РР1+ К2РЕ( 30 иоз Ь„:и ЕЕ, 931.8328 -0.3106 ЕЕ = 52.8039 МОН оОЕ Л)~ — Ь2р(1 + К2рп.«)К МОН ООЗ ЛР=Ьзря МОН "ОЗ ЛК и Ьз ря+ КЗРВ "К 0.0126 2.72 х!О КЗ . ЕЕз К1 = 00126 з пК12 = 2.72 х 10 пК(2 ..= ЕЕ4 ЕЕ1:и Е)п(((Ь2РВ, К2РВ, Ь1РВ, Кзрй, юК) Ь2рр .= ЕЕ10 К2ря:и ЕЕ)( Ь2+ К2 п((ч обпегикве п,(„.— 0,.1.. пОО Ьпрп ..= ЕЕ12 2.8246 58.698 50 ЬОРЕ( = 256.2357 Кзр(2 .= ЕЕ12 «)К52:и ЕЕ54 М 1 (п,(„) Кзрй 2'8246 юК52 = 58.698 50 О 1000 2000 3 О«О МО(«э);и ЬЗРН+Кзр~(0 1( (0<юК72 Ь2РЙ+ К2Р((.(0 о(Ьвпп()ве Мрй1Оп .'= МОН ОО( ю1:и 0,.01.. «)Зв( 1.05 ф:и 0,.1..
2л МРЕ(Оп 150'7269 ПОН "((1 '= бо.п ' 1 061 = 48333 0(чеп МЕНО = Ь2+ К2-60пз 011 о((5 МО(01) оОЗ = 4.8526 Начальное приближение: о 20 40 60 ОО и!,и1,и1.и (Ф) := — 10 8.0, рассчитаем приведенный Авижуший момент: ф = 0,.1..2к 118 М((0(п()т);и Ьз+ КЗ п((у 11 и((„< пК(2 8.4. Вычислим передаточное отношение: Начальное приближение: 8.5. Рассчитаем приведенную механическую характеристику: Ь 2РЯ Ьзрв ' (ОК ' 1ОГ мрио — 2 ОО мрпоп Мо(и (О)) Ф и Ф о Ь2р(( = 4.5218 х 1О з К2рр = — 69.8451 4.5218 х 10 -69.8451 ЕЕ1 = 256 2357 Омх= 0.4222 гоо но<О<0» мрпо гпМХ= 9!.7039 Ьмх= 0.0844 9.2. Определим сплошного диска: 5 ОМХ:= 300,~4ор 8'~сор го МХ Омх 22мх 2ОМХ размеры и массу маховика в виде О ЗО 60 00 120 150 100 210 240 270 ЗОО ЗЗО 260 Ф 000 9.
Расчет маховика "6!ор ~Ргз! ~1А ~Реет ~гег! 3нор = 2.0438 9.1. Найдем момент инерции маховика: 2 ~Реет ~р'06!1 ,>Ре! = 0.575 9.3. Определим размеры и массу маховика в виде обода: ОМХс= 400 РО р Омхс= 0.4684 22МХс ' 2 ОМХс бмхс= 00937 ОМХ1 ' '8ОМХс ОМХ1 = 0.3747 г й "'МХс:= ~'~'( МХс МХ1 ) ~МХс гоМХс 45.3038 Приложение 4 Закон движения определяют в соответствии с равд. 3.4. Кинематический синтез проводят в два этапа. Вначале рассчитывают размеры кулисного механизма, а затем четырехшарнирного механизма. Передаточные функции положения рассчитывают методом проекций.
Для етого звенья, имеющие длину, представляют в виде векторов, которые затем проецируют на оси декартовой системы координат. Решение полученных систем уравнений проводят либо в явном виде (структурная группа С(3Ц, либо с использованием процедуры Огкеп-Р!пг) (структурная группа КЙМ).
В последнем случае после использования указанной процедуры проводят сплайн интерполяцию. Аналоги скоростей и ускорений рассчитывают методом численного дифференцирования. Перед приведением сил проводят расчет начального и конечного значений движущей сипы, обеспечивающих безударный останов. Определение закона движения проводят с использованием дифференциальной формы уравнения движения. Интегрирование выполняют численным методом Рунге — Кутта с автоматическим выбором шага.
Чтобы результаты расчетов представить в виде непрерывной функции времени, проводят сплайн интерполяцию. Рис. П4.1 2. Кинематический синтез (рис. П4.2): Рис. П4.2 1. Исходные данные (рис. П4.1) 03птах:= 90'г)ед НМ 0'78 1ЬМ ' град Н21 ФЗптах 21 ( 43гпах ~1 уА:= — 1СВ соз( 2 1СВ = 0.177 хА = — 0.5 уА= -0,125 кг кг кг м кг.м Рис. П4.3 )АВО 0 375 м 12 = 0.3 1ЕМ = 0.53 хК..= 0 уК 1СК уК = -0.25 х( = — 0.28 м/с' 120 а:= 0.35 Ь м 0.28 1СК '.= 0,25 Н21 .= 0.25 1КН .'= 0.78 1МН ' с:= !.2 г):= 0.2 гпЗ .= 45 го 7.-- 500 ~ЗВ ' з7В м 190 !АВО..= 1.5 Н21 12 .= 1.2 Н21 1ЕМ 5'11.М 91;= 10 Определение закона движения механизма при переходном режиме работы УВ(') — УА Яп2(1):= !АВ(') у) = -0.6 у~:= УК вЂ” а Вп2(1) = 0 НМ НЕ .=— 2 НЕ=039 180 ф2(1)' 4'241 "! 0 л ф2(ф):= аз(п(бп2(ф)) НЕ фЗгпах 100 = 0.276 ОЕ ' ~М ЕЕ' 2 10Š— — 0.6 1ЕЕ = 0.53 10~(1):= !01 (1) = 0.624 зп8(1) = 0.649 у0(1) — у( зпб (1):= 10Р) 18(1) — = 40.452 бед (8(1):= ав1п(зп8(1)) св58(() = 0.469 158(1) — = 62.008 бед (58(():= асов(св58(1)) Рассчитаем угол фз; ф5( ) — = -2!.557 бед фб(1):= 18(1) — 158(1) Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
