Frol_126-262 (1074091), страница 12
Текст из файла (страница 12)
рис. 6.8, а, 6.9, 6.10, и), т. е. для механизма в целом. Заметим, что моменты сил взаимодействия Ргз и Гзг в шарнире С равны и противоположны друг другу (см. рис. 6.8, л), а ноэтому в уравыеыие моментов ые войдут. То же самое относится к моментам сыл взаимодействия во всех остальных кынематических парах, т.
е. сыл, являющихся внутреанымн для мехаызгзма в целом. Следовательно, в уравнеыие войдут только момеыты сил и пар сил, приложенных к механизму извые (рис. 6.10, 6). Поэтому для мехаыизма в целом оыо примет вид Мг + Мя (Фг) + Мог + Мез + Ме Ор (6.21) откуда и определяем момент Ме Определим, какое давлеыие на свое основание (фуыдамент) оказывает машина, механизмом которой является кривошипно-ползуныый. Систему иагружения основания со стороны машины можно свести к главыому вектору Го = — Г, линия действия которого проходит через точку А (ось вращения звена 1, т.
е. вала машины) и к главному моменту М„= — Ме (рис. 6.10, г). Проекция главного вектора Го ыа осы х и у: ~о*=Фз +Фг*+Фзе=Фт ', Гоз — Фзз+ Фгр= Фгз. (6.22) (6.23) Главный момент Мо выразится так: Мо — — 1Мез+ Мог+ Мх (Фз)+Ма (Фг)]+ Мз = Ме*+ Мд. (6.24) 185 В уравнеаиях (6.22) — (6.24) буквами Фх и Мех обозначены общий главньзй вектор (через его проекции) и общий главный момент системы сыл инерции всех подвижных звеыьев мехаыизма. Члены Ф,„, Фсе Ма (Ф ) входят в состав этих уравнений в том случае, когда центр масс звена 1 не находится на его оси вращения; слагаемые Фз„— — О, М„(Фз)=0 (рис.
6.8, а), Мог =О 1см. уравнение (6.6)]. Как видно из уравнений (6.22) и (6.23), главный вектор Го вычисляется посредством сил инерции, а это указывает на то, что ой есть результат ускоренного двыжеыия всех подвижыых звеньев механизма, т. е. имеет дыыамическую природу. Отметим, что на основаыие машины передается также воздействие ее силы тяжести и в ряде случаев воздействия других активыых сил (например, сил затяжки фундаментных болтов), которые в силовом расчете не рассматривались.
Следовательно, в общем случае главный вектор Г„содержит две составляюзцие: во-первых, динамическую составляющую, Рис. 6.11 вызванную ускорааым йижааем звенъев механизма, и, во-вторых составляющую вызванную действием йкРииевых сил. Главный момент Ме в общем случае складывается также из двух составляющих: во-первых, из динамической составляющей, являющейся резулътатом ускоренного движения звенъев (см., например, квадратные скобки в уравнении (6.24)1, и, во-вторых, из составляющей, вызванной действием активных сил и моментов (например, момента М, в уравнении (6.24)1 Отметим, что силы, нагружающие основание, фактически приложены именно в тех местах, где корпус машины (т. е.
стойка 4 механизма) закрепляется на основании (на рис. 6.10 — в местах Д и )У). 1М Рис. б.12 Рис. б.!4 Рис. б.13 Поэтому главный вектор Гс и главный момент Мс — чисто расчетные величины, характеризующие лишь суммарнйй результат воздействия машины на ее основание 1рис. 6.10, в). Вьшолнять силовой расчет надо многократно, для различных положений механизма. Это значит, что силовой расчет представля- 187 в аы ет собой весьма трудоемкую работу.
Радикально снизить трудоемкость можно путем применения ЭВМ. Анализ результатов силового расчета, выполненного на ЭВМ. На основании методики, изложенной в в 6.2, составлена схема алгоритма силового расчета кривошипно-ползунного механизма. Эта схема алгоритма годится для любой одноцвлинд1ювой двухтактной цоршневой машины, а также для крнвоппшного пресса и других двухтактных технологических машин, главным механизмом которых является кривошипно-ползувный. По схеме алгоритма разработана программа и сделан силовой расчет механизма дизеля, работающего в установившемся режиме с малым казффициентом неравномерности на злектрогенератор.
Шаг изменения обобщенной координаты гр в пределах одного оборота коленчатого вала Ьгр =5'. ЭВМ вйполнила весь расчет (решке 33 уравнений 72 раза каждое) за 46 с. Результаты расчета можно представить графически. На рис. 6.12 изображен график изменения силы Рз~, прилежной к поршню 3 со стороны цилиндра (стойки) 4 (см.
рис. 6.10, 6). Положительные ордвнаты соответствуют действию силы влево. Как видно, при 0<у <180' поршень прижат к зеркалу цилиндра своей правой образующей; при 130'<дарг <360' он должен был бы быть прижат левой образующей. Однако на участке 290' — 320' происходит весьма нежелательное двукратное перемещение поршня в зазоре, сначала слева направо, а затем обратно справа налево. Этого перемещения не было бы, если массы ш и ш поршня и шатуна имели бы меньшую величину. На рис.
6.13 и 6.14 изображены годографы свл„приложенных к шатуну 2 от поршня 3 (сила Гзз) н от коленчатого вала 1 (сила У ). Цифрами указаны соответствующие значения обобщенной координаты гр в градусах Годографы сил н график Г (~рд) нужны для расчета деталей механизма на прочность, жесткость н продольную устойчивость, а также для расчета кинематических пар 3/4, 2/3, 2~1 на износ, долговечность и невыдавливаемость смазочного материала (см. гл.
9). График изменения вертикальной составляющей У„главного век- ~ах тора Ро, действующего от корпуса ДВС на его основание (рнс. 6.10, г), показан на рис. 6.15. Знаком плюс отмечено действие составляющей вверх. В то же время горизонтальная составляющая Гс, главного вектора изменяется по закону синуса. Ее амплитуда равна 6 кН. На рис. 6.16 изображен главный момент Мо, действующий на основание от корпуса ДВС. Знак плюс указывает, что главный момент Мо нялравлен против часовой стрелки. Графический, или, иначе, векторный, метод силового расчета изложен в литературе [2, 17].
ГЛАВА 7 в'РАВНОВЕШИВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ В гл б было показано, что прп ускореввом депвеввп зяевьее мехаввзма свловое аозлейстзве машюы ва ее освояапве содерввт дпваьевческие состаелюощве. Прв уставоявяшемся реввме двпамвческве состааляющве изменяются зюклвческв. Это аваев'г, что машпца окзэызает па сапе оспоаалве перводпческве аозмушецпя, яызывакацве его ввбрацвю. Для устрапевпе такого аредпого аоздейставя влп по крайней мерв для его умевьшеввк надо путем спвгпальпых меропрпятвй пвств к пулю этп состааляющве плп огравпчвть допуствмым звачецпем пх амплвтулу. Решевве подобной задачв, отвосяшейся к дввазщчввому проектвроаавпю меяавпзма машввы, вазыааетса его ураавоаепюаавпем в состаалает содервлвве васпмщей главы.
Прв этом особо будет рассмотрено дввамвческое ващейставе вращающвхсв звевьев мехаввзма (роторов) па вх опоры и способы его усгралеющ. $7Л. НЕУРАВНОВЕШЕННОСТЬ МЕХАНИЗМОВ. СТАТИЧЕСКОЕ УРАВНОВЕШИВАНИЕ Рассмотрим плоский механизм, начальное звено 1 которого вращается с посглояпной угловой скоростью (рис. 7.1, а). При этом все остальные звенья будут двигаться с угловыми ускорениями, а центры масс оь оз, Яз будут иметь линейные ускорения. Опреде- Рве.
7Л лим по формулам (6.4) главные векторы н главные моменты сыл иыерции всех звеыьев. Пуст конструкция звеньев механизма такова, что оны симметричны относительно плоскости чертежа, что свойственно мехаыизмам очень многих машин. Тогда главыые векторы и главные моменты (результыруюпше пары) сил инерции всех звеньев будут располагаться в этой плоскости. Приведем всю систему сил инерции к центру А (рис.
7.1, 6), в результате чего вся эта система сведется к общему главному вектору (7.1) и к общему главному моменту л » м =~;м -+~м„(Ф;), 3 где н — число подвижных звеньев механизма (в= 3 на рве. 7.1, а). Так как вьппе было принято аз, =сопв1, то Мв, — — О, Мл (Ф,) =О. Ранее (в й 6.2) было показано, что динамыческие составляющие е,в и М,в нагружения основания численно равны общему главному вектору 6х и общему главному моменту Мвк системы сил инерции всех подвижных звеньев механизма: с',е — — Фк, М,е — — Мех (рис. 7.1, в).
Прн этом необходимо отметить, что силы, ыагружающне основание, фактически приложены в тех именью местах, где корпус машиыы (т. е. стойка 4 меланизма) крепится к основанию (на рис. 7.1 — в местах Д н Ж). Поэтому У,е и М,в — чисто расчетпнме величиыы, характеризующие лишь суммарный результат динамического воздействия механизма на его основание. Если общий главный вектор сил иыерциы механизма Фк МО, т. е. Р.еФО, то такой механизм называют апатически неуравновешенным. Если же Мок ФО, но чзх — — О, т. е.
М,е ФО, ио Ран=О, то говорят о моментном неуравновешенности мехаыизма*. Специальные мероприятия, выполняемые при проехтироваыии механизма и ставящие своей целью достичь условия ~е=Оз (7.3) »Термин «статвческаа неуравновешенность» укор«ивлев, лота и очень неудачен. Он пров»спид вследствие тото, что статвчесзлк неуравновешенность монет бмть обварунена и без приведение меланизма в вливание, т.
е. в неподввкном (статическом) сосп|ввви. Однако по своей физической природе так вазмваемаа «се«тите«как» неуравновешенность (равно как в момевтнал) предста»лает собой веление, в полном сммсле динамическое. 190 представляют собой статическое уравновешивание механизма. Отметим, что прн этом совсем не в ф в ставится задача достичь одновре- Лг в менно вьшолнения условия Мек —— О. Следовательно, статически уравновешенный механизм никакого динамического воздействия на свое основание в виде килы А не оказывает (Г.е = ч к = 0).
Вместе л с тем такой механизм в общем го случае продолжает оказывать динамическое воздействие в виде момента (М.е = Мак Ф 0). Из теоретической механики известно, что чк= — ткак, где тк— масса системы всех подвижных звеньев механизма, а ак — ускорение центра масс 5 этой системы. Отсюда следует, что условие (7.3) выполняется только при ав= О, что, в свою очередь, возможно лишь в том случае, когда центр масс 5 сжтемы подвижных звеньев механизма не перемещается.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
