Определение приведённого плеча деформирующей силы
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

(относительного вращающего момента)

  Расчёт приведённого плеча mк деформирующей силы и построение графика m K= m K(α) можно выполнять в прикладной программе обработки электронных таблиц «MS Excel». Расчёт ведём в следующей последовательности (рис. 4.4):

    1. На рабочем листе Excel столбцам A, B, C, D, E, F, G, H, и I присваиваем имена, например, «αgrad», «αrad», «d0», «dА», «dВ», «d1», «mα»,  «mf» и «mк» соответственно. Имена заносим в ячейки А1 – I1.

  2. В ячейки А2–А11 заносим углы поворота кривошипа от 0 до 90º с шагом 10º. Формат ячеек – числовой, число десятичных знаков – 0.

  3. В ячейку В2 вносим стандартную функцию «РАДИАНЫ» для перевода градусной меры измерения углов в радианную. После определения значения угла в этой ячейки определяем значения углов в остальных ячейках В3–В11. Формат ячеек – числовой, число десятичных знаков – 5. 

    4. Во все ячейки С2-C11 заносим найденное значение d0. Размерность d0 – метры (м). Формат ячеек столбца С и всех остальных столбцов от D до I включительно – числовой, число десятичных знаков – 3.

 

 

Рис. 4.4 Расчёт приведённого плеча деформирующей силы mK  MS Excel

 

  5. В ячейку D2 в соответствие с формулой d A=1,5d0 записываем формулу для определения диаметра d A. Диаметр d A рассчитываем в (м). После определения значения d A в этой ячейке определяем значения d A в остальных ячейках D3–D11.

  6. В ячейку Е2 в соответствие с формулой d В=d0 записываем формулу для определения диаметра dВ. Диаметр d В рассчитываем в (м.) После определения значения d В в этой ячейке определяем значения d В в остальных ячейках Е3–Е11.

  7. В ячейку F2 в соответствие с формулой d1=0,9d0 записываем формулу для определения диаметра d1. Диаметр d1 рассчитываем в (м). После определения значения d1 в этой ячейке определяем значения d1 в остальных ячейках F3–F11.

  6. В ячейку G2 в соответствие с формулой (2.7) записываем формулу для расчёта приведённого идеального плеча силы . Величину  рассчитываем в (м). После определения значения в этой ячейке определяем значения  в остальных ячейках G3–G11.

  7. В ячейку Н2 в соответствие с формулой (2.8) записываем формулу для расчёта приведённого плеча силы трения . Величину  рассчитываем в (м). После определения значения в этой ячейке определяем значения в остальных ячейках Н3–Н11.

  8. В ячейку I2 в соответствие с формулой (2.6) записываем формулу для расчёта приведённого плеча деформирующей силы . Величину  рассчитываем в (м). После определения значения в этой ячейке определяем значения в остальных ячейках I3–I11. По найденным значениям  строим график зависимости = (α) (рис. 4.5).

 

Рис. 4.5  График зависимости mK= mK(α) 

 

Проверочный расчёт вала

  Деформирующую силу Р D на ползуне, допускаемую прочностью главного вала, определяем по следующей формуле, которая соответствует выбранной нами расчётной схеме:

                                       (4.1)

  Индекс «А» в обозначениях величин , и указывает на то, что расчёт вала ведется по сечению «А-А», которое является наиболее опасным.

 Для уменьшения вероятности внесения ошибок в расчётную программу при записи этой формулы, её целесообразно разбить на несколько простых комплексов, которые в программу будут записываться по отдельности. Например, формулу (4.1) можно представить в виде:

                                        ,                                  (4.2)

где Z1, Z2 и Z3 – следующие комплексы:

                                                                                 (4.3)

                                                                      (4.4)

                                                                           (4.5)

  Исходные данные для расчёта:

σ–1 =235 МПа = 235·106 Па (н/м2) (см. с. 64)

[n]=1,3 (см. табл. 2.5);

kЭ = 0,8 (см. табл. 2.6);

r =11 мм =0,011 м (см. с. 64);

d1=125 мм =0,125 м (см. с. 63);

=2,0 (рис. 2.13 а: d=d1=125 мм, r/d = r/d1=0,087);

=3,2 (рис. 2.13 б: d=d1=125 мм, r/d = r/d1=0,087);

G М – вес муфты с зубчатым колесом:

                                      G М = G З K + G МС,                                   (4.6)

где G З K  – вес зубчатого колеса;

G МС  – вес муфты сцепления.

Вес зубчатого колеса равен:

                                    ,                            (4.7)

где mзк – масса зубчатого колеса, кг;

g – ускорение свободного падения, g =9,81 м/с2;

ρ – плотность материала, из которого выполнено колесо (для стали     ρ =7900 кг/м3);

V З K – объём зубчатого колеса, м3;

  Объём V З K зубчатого колеса определяем, исходя из его геометрических размеров, указанных в табл. 1.9 и рассчитанных в разделе 4.3. Результат расчёта объёма: V З K=0,044 м3.

  Вес зубчатого колеса определяем по формуле (4.7):

G З K =7900·0,044·9,81=3410 н;

  Вес муфты сцепления можно приближённо принять следующим:

G мс = (1,1…1,3)G зк, откуда

G МС=1,3·3410=4430 н;

  По формуле (4.6) находим вес муфты с зубчатым колесом:

G М =3410+4430=7840 н.

  Если вместо зубчатого колеса на главном валу установлен маховик (ведомый шкив клиноремённой передачи), то вес муфты сцепления можно приближённо принять, как:

                                        G МС  = (0,4…0,6)G М,                             (4.8)

где G М – вес маховика.

  Расчёт деформирующей силы Р D на ползуне, допускаемой прочностью главного вала, можно выполнять в прикладной программе обработки электронных таблиц «MS Excel». В связи с тем, что в процессе расчёта силы Р D может возникнуть необходимость уточнения величины  из-за возможной корректировки диаметров вала, то целесообразно расчёт силы Р D проводить в том же рабочем листе Excel, в котором выполнялся расчёт . Расчёт ведём в следующей последовательности (рис. 4.6):

  1. Копируем рабочий лист Excel, в котором выполнен расчёт , присваиваем ему другое имя и затем открываем его.

  2. Столбцам J, K, L, M, N, O и P присваиваем имена, например, «l1», «σ(-1)», «Z1», «Z2», «Z3», «PD» и «PH» соответственно. Имена заносим в ячейки J1 – P1.

  3.В ячейку J2 в соответствие с формулой l1= lСТ /2 (см. табл. 2.3) записываем формулу для расчёта длины l1. Длину l1 рассчитываем в метрах (м). После определения значения l1 в этой ячейке вносим это значение l1 в остальные ячейки J3–J11. Формат ячеек – числовой, число десятичных знаков – 3.

  4. В ячейки K2–K11 записываем значение предела выносливости по нормальным напряжениям для выбранного в проектном расчёте материала вала. Значение напряжения записываем в Па (н/м2). Формат ячеек – числовой, число десятичных знаков – 0.

5. В ячейку L2 в соответствие с формулой (4.3) записываем формулу для расчёта значения комплекса Z1. После определения значения комплекса Z1 в этой ячейке определяем значения Z1 в остальных ячейках  L3–L11.  Формат ячеек – числовой,  число десятичных знаков – 0.

6. В ячейку М2 в соответствие с формулой (4.4) записываем формулу для расчёта значения комплекса Z2. После определения значения комплекса Z2 в этой ячейке определяем значения Z2 в остальных ячейках  M3–M11.  Формат ячеек – числовой, число десятичных знаков – 0.

7. В ячейку N2 в соответствие с формулой (4.5) записываем формулу для расчёта значения комплекса Z3. После определения значения комплекса Z3 в этой ячейке определяем значения Z3 в остальных ячейках  N3–N11.  Формат ячеек – числовой, число десятичных знаков – 5.

    


 

 

Рис. 4.6  Расчёт силы Р D на ползуне, допускаемой прочностью главного вала (расчёт выполнен в программе MS Excel)

 


  8. В ячейку O2 в соответствие с формулой (4.1) записываем формулу для расчёта значения деформирующей силы Р D. В формуле предусматриваем ещё одно действие – деление на 1000, для получения силы Р D в кН. После определения значения силы Р D в этой ячейке определяем значения силы Р D в остальных ячейках O3–O11. Формат ячеек – числовой, число десятичных знаков – 0.

 9. В ячейки P2–P11 записываем значение номинальной силы Р H. Значение силы записываем в кH. Формат ячеек – числовой, число десятичных знаков – 0.

  По найденным значениям Р D и значению номинальной силы Р H строим на одной координатной плоскости два графика: график зависимости Р D =Р D (α) и график Р H =1000 кН =const. Полученные графики показаны на рис. 4.7. Абсцисса α точки пересечения графиков составляет 60º и лежит в диапазоне номинальных углов (55…65º) для данного типа пресса (см. табл. 2.7) т.е. α=αН =60º. График, обозначенный точками АВС, представляет собой график сил на ползуне, допускаемых прочностью деталей кривошипной машины (график допустимых сил на ползуне). На этом расчёт считается законченным. В случае, если окажется, что α≠αН, тогда необходимо выполнить корректировку диаметров вала (или в крайнем случае изменить материал вала) и снова рассчитать Р D, и так до тех пор, пока не будет выполнено условие α≈αН.

 

 

Рис. 4.7 Графики Р D =Р D(α), Р H =1000 кН и график (АВС) сил на ползуне, допускаемых прочностью главного вала (график допустимых сил на ползуне)

 





Дата: 2019-02-02, просмотров: 394.