На планах скоростей прикладываем все силы, действующие на механизм, и указываем их плечи. Составляем сумму моментов относительно полюса и решаем уравнение.
Для 1-го положения:
(2.14)
где: 
плечи соответствующих сил, снятые с плана скоростей, мм.
H, 
H
H
Находим момент привидения:
(2.15)
где: 
- приведённая сила, Н
- длина соответствующего звена, м
Н∙м
Для 2-го положения:
H
Н∙м
Для 3-го положения:
H
Н∙м
Для 4-го положения:
H
Н∙м
Для 5-го положения:
H
Н∙м
Для 6-го положения:
H
Н∙м
Для 7-го положения:
H
Н∙м
Для 8-го положения:
H
Н∙м
Для 9-го положения:
H
Н∙м
Для 10-го положения:
H
Н∙м
Для 11-го положения:
H
Н∙м
Для 12-го положения:
H
Н∙м
Все значения сводим в таблицу.
Таблица 2.3 – Приведённые моменты сопротивления.
| N положения |  , 
| N положения | ,
|
| 1 | -3,09 | 7 | 3,104 |
| 2 | -0,76 | 8 | 3,279 |
| 3 | 1,045 | 9 | -87,572 |
| 4 | 0,783 | 10 | -118,594 |
| 5 | 1,139 | 11 | -115,48 |
| 6 | 2,06 | 12 | -82,12 |
Определяем масштабный коэффициент построения графика моментов сопротивления:
, 
(2.16)
где: 
- масштабный коэффициент по оси 
- максимальное значение , 
- значение на графике, мм
По данным расчёта строится график .
Путём графического интегрирования графика приведённого момента строится график работ сил сопротивления 
.
График работ движущих сил 
получаем в виде прямой, соединяющей начало и конец графика работ сил сопротивления.
Масштабный коэффициент графика работ:
, 
(2.17)
где: Н – полюсное расстояние для графического интегрирования, мм
Н=30мм
Момент движущий 
является величиной постоянной и определяется графически.
Путём вычитания ординат графика из соответствующих ординат 
строится график изменения кинетической энергии 
.
(2.18)
Таблица 2.4 – Значения , 
,
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | |
, 
| 0 | -0,39 | -0,26 | 0,08 | 0,38 | 0,98 | 1,78 | 2,8 | 0,93 | -37,84 | -77,52 | -114,68 |
, 
| 0 | -7,34 | -18,65 | -29,96 | -41,27 | -52,58 | -67,2 | -75,36 | -86,67 | -97,98 | -109,29 | -120,6 |
, 
| 0 | -6,95 | -18,39 | -30,04 | -41,65 | -53,56 | -68,98 | -78,16 | -87,6 | -60,14 | -31,77 | -5,92 |
По методу Ф. Витенбауэра на основании ранее построенных графиков 
и 
строим диаграмму энергия-масса 
.
Определяем углы 
и 
под которыми к диаграмме энергия-масса, проводятся касательные.
(2.19)
(2.19)
где: 
- коэффициент неравномерности вращения кривошипа.
Вследствие того что, пересечение касательных и оси выходит за приделы формата, то ab определим из геометрии с помощью следующей формулы:
,мм
мм
Определяем момент инерции маховика
, 
(2.20)
Маховик устанавливается на валу звена приведения.
Определим основные параметры маховика.
,кг (2,21)
где: 
- масса маховика, кг
- плотность материала, 
(материал-Сталь 45)
- ширина маховика, м
- диаметр маховика, м
,м (2,22)
где: 
- коэффициент (0,1÷0,3), 
м
м
кг
СИЛОВОЙ АНАЛИЗ РЫЧАЖНОГО МЕХАНИЗМА
3.1 Построение плана скоростей для расчётного положения
Расчётным положением является положение №11. Построение плана скоростей описано в разделе №2. Масштабный коэффициент плана скоростей
Определение ускорений
Определяем угловое ускорение звена 1.
, (3.1)
где: - момент от сил движущих,
- момент от сил сопротивления,
- приведённый момент инерции маховика, 
- приведённый момент инерции рычажного механизма для расчётного положения, 
- первая производная от приведённого момента инерции механизма для расчётного положения
, (3.2)
где: 
- масштабный коэффициент по оси 
,
- масштабный коэффициент по оси φ, 
- угол между касательной, проведённой к кривой графика в расчётном положении и осью φ. 
Строим план ускорений для расчётного положения.
Скорость точки А определяем по формуле
, (3.3)
где: 
- ускорение точки А, 
- нормальное ускорение точки А относительно точки О,
- тангенциальное (касательное) ускорение точки А,
Ускорение 
найдём по формуле:
, (3.4)
где: 
- угловая скорость кривошипа, 
- длина звена ОА, м
Ускорение 
найдём по формуле:
, (3.5)
Из произвольно выбранного полюса 
откладываем вектор 
длинной 100мм. Найдём масштабный коэффициент плана скоростей.
, (3.6)
Определим длину вектора 
:
Т.к. 
<1мм, то на плане ускорений вектор не строим.
Ускорение точки А определим из следующеё формулы:
Определим ускорение точки B из следующей системы уравнений:
, (3.7)
Для определения нормальных ускорений точки В относительно точек А и С
Воспользуемся следующими формулами:
Ускорение точки С равно нулю, т.к. она неподвижна.
Определим длину векторов 
и 
:
Т.к. <1мм, то на плане ускорений вектор не строим.
Ускорение точки В найдём, решив системе (3.7) векторным способом:
Из вершины вектора ускорения точки А ( 
) откладываем вектор 
(параллелен звену АВ и направлен от В к А), из вершины вектора 
проводим прямую перпендикулярную звену АВ (линия действия 
); из полюса 
откладываем вектор 
(параллелен звену ВС и направлен от В к С), из вершины вектора проводим прямую перпендикулярную звену ВС (линия действия 
); на пересечении линий действия векторов 
и 
получим точку b, соединив полученную точку с полюсом, получим вектор ускорения точки В. Из плана ускорений определяем вектора тангенциальных ускорений и ускорение точки В:
Из полученных тангенциальных ускорений найдём угловые ускорения 2-го и 3-го звеньев:
Ускорение точки D найдём из следующего соотношения:
(3.8)
где: 
, 
- расстояния между соответствующими точками на механизме, м
, 
- длинны векторов ускорений на плане, мм
мм
Ускорение точки D’ определим из следующей системы уравнений:
, (3.9)
где: 
= 
=0, т.к. звенья 4 и 5 не совершают вращательного движения,
линия действия 
направлена вертикально,
линия действия 
направлена горизонтально.
Решая систему (3.9) получим 
Ускорение точки D’ равно:
Определим ускорения центров масс звеньев:
Ускорение центра масс 2-го звена 
найдём из соотношения (3.10)
(3.10)
Из плана ускорений 
мм
мм
мм
Ускорение центра масс 3-го звена 
найдём из соотношения (3.11)
(3.10)
Из плана ускорений 
мм
мм
мм
Ускорения центров масс 4-го и 5-го звеньев равны ускорениям точек D и D’ соответственно:
Значения всех ускорений сведём в таблицу:
Таблица З.1 – Ускорения звеньев.
| Ускорение точек механизма | Значение,
| Ускорение центров масс | Значение,
| Угловые ускорения | Значение, 
|
| 
| 
| 
| 
| 
|
| 
| 
| 
| 
| 
|
| 
| 
| 
| 
| 
|
| 
| 
| 
| --- | --- |
| 
| --- | --- | --- | --- |
| 
| --- | --- | --- | --- |
| 
| --- | --- | --- | --- |
| 
| --- | --- | --- | --- |
| 
| --- | --- | --- | --- |
| 
| --- | --- | --- | --- |
Дата: 2019-05-28, просмотров: 266.
