Основы теории механизмов и машин
Определение реакций в кинематических парах структурной группы второго класса второго вида. Исследование и расчет момента инерции маховика. Рассмотрение и анализ процесса построения графика работ сил полезного сопротивления и графика работ движущих сил.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 17.11.2015 |
Размер файла | 1,7 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Федеральное агентство по образованию
Пермский государственный технический университет
Кафедра "Конструирование машин и сопротивление материалов"
Курсовой проект
Пермь 2010
Содержание
- 1. Структурный и кинематический анализ механизма
- 1.1 Структурный анализ механизма
- 1.2 Определение начальных положений механизма и построение положений звеньев механизма
- 1.3 Исследование механизма методом планов скоростей и ускорений
- 1.4 Определение угловых скоростей и ускорений звеньев механизма
- 2. Кинетостатический расчет механизма (силовой расчет)
- 2.1 Определение сил инерции и моментов сил инерции звеньев механизма
- 2.2 Определение реакций в кинематических парах структурной группы второго класса второго вида
- 2.3 Определение реакций в кинематических парах структурной группы II1
- 2.4 Расчет входного (ведущего) звена
- 3. Определение момента инерции маховика
- 3.1 Определение приведенного момента сил полезных сопротивлений
- 3.2 Построение графика приведенных моментов сил полезного сопротивления и движущих сил
- 3.3 Построение графика работ сил полезного сопротивления и графика работ движущих сил
- 3.4 Построение графика избыточных работ
- 3.5 Определение кинетической энергии звеньев для 12 положений механизма
- 3.6 Определение момента инерции маховика и его геометрических размеров
Литература
1. Структурный и кинематический анализ механизма
Для данного механизма провести структурный анализ, построить 12 положений механизма. Для 12 положений механизма построить планы скоростей, а для 6 положений - планы ускорений, провести графическое исследование механизма.
Исходные данные.
№ п/п |
Параметры |
Обозначения |
Значения |
|
1 |
Число оборотов, об/мин |
n |
145 |
|
2 |
Размеры звеньев стержневого механизма, м |
lABlАClCDlCSh |
0,130,370,680,330,37 |
|
3 |
Вес звеньев, H |
G1G2G3G4G5 |
1402230050360 |
|
4 |
Моменты инерции звеньев, кг*м2 |
JSJпр.редJпр.к.с. |
0,0322,50,06 |
|
5 |
Усилие резания, Н |
P |
2000 |
|
6 |
Коэффициент неравномерности хода |
д |
1/18 |
|
7 |
Число зубьев колес коробки скоростей |
z3z4z5z6 |
102401880 |
1.1 Структурный анализ механизма
Рисунок 1.
1.2 Определение начальных положений механизма и построение положений звеньев механизма
При кинематическом исследовании изображаем 12 положений механизма. За начало отсчета принимаем положение кривошипа, соответствующее крайнему положению ползуна в начале рабочего хода.
Построение положений механизма проводится c масштабным коэффициентом. кинематический маховик инерция
(1)
Переведем все размеры звеньев в отрезки схемы:
(2,3)
Далее строим крайние положения механизма.
Выбираем одно из крайних положений механизма за начальное. Остальные положения строятся в порядке присоединения структурных групп методом засечек в соответствии с направлением ведущего звена.
Расстояние между двумя крайними положениями ведомого звена называется максимальным перемещением или максимальным ходом Smax.
Для точки Д механизма, строим диаграмму перемещений. Диаграмма перемещений дает положение точки Д относительно ее начального положения Дo. Для этого строим прямоугольную систему координат, где по горизонтали откладываем положения ведущего звена (ось оц), а по вертикали перемещение (ось оs).
Определяем масштабы построения:
(4)
где (о-к) - отрезок по оси ц (мм), изображающий полный оборот кривошипа;
(5)
где n - число оборотов кривошипа в минуту, щ - угловая скорость вращения кривошипа.
Выбранный отрезок длиной 240 мм делится на 12 равных частей и через точки деления в масштабе мs откладывают по вертикали соответствующее перемещение точки, которое измеряется по схеме в виде отрезков Д0Д1, Д0Д2, Д0Д3 и т.д. Соединив полученные точки, получаем кривую перемещений. График пути - зеркальное отражение ветви графика перемещений на участке после второго крайнего положения.
1.3 Исследование механизма методом планов скоростей и ускорений
а) построение планов скоростей.
Рассмотрим подробный расчет скоростей для 1 положения механизма.
1). Скорость в т.А будет равна 0 (VA=0), т.к. точка неподвижна.
2). Скорость в т.В1,2,3: V1=V2 =щ1*lAB. Скорость направлена в сторону вращения (против часовой стрелки), перпендикулярно АВ.
(6)
VB=15*0,13=1,95 (м/сек)
Определяем масштаб построения скоростей, приняв (pb)=55 мм:
(7)
Из произвольно взятой точки p проводим линию, перпендикулярную звену АВ и откладываем на ней в сторону вращения кривошипа отрезок равный 55 мм, изображающий скорость точки В. Рассмотрим 2 положение.
3). Скорость в т. В3:
VВ3=VB2+VВ3В2 (8)
VВ3=VС+VВ3С
где VВ3В2 - вектор относительной скорости т.В3 кулисы в движении относительно т. В2 камня кулисы; VВ3В2II В3С;
VС=0.
VВ3С- вектор относительной скорости т. В 3 вокруг т. С, VВ3С+В3С.
В соответствии с этим уравнением из т. В2 плана скоростей проводим луч параллельный кулисе В3С, а по второму уравнению системы из полюса р проводим луч перпендикулярный ВС (т.р и с совпадают, т.к. Vс=Vр=0). На пересечении лучей находим точку в3, которая является концом вектора рв3.
VВ3=(pв3)*мV=43,2*0,035=1,51 (м/с)(9)
VВ3В2В1=(в3в1в2)* мV=34*0,035=1,19(м/с)(10)
Длину вектора рd определяем из подобия:
4). Скорость в т.D:
VD5=(pd5)* мV=65,7*0,035=2,3(м/с)(11)
VD3D4D5=(d3d4d5)* мV=14.9*0,035=14.9(м/с)(12)
VD3D4=(d3d4)* мV=67.4*0,035=2.36(м/с)(13)
Аналогично рассчитываем и строим планы скоростей остальных положений механизма, а результаты сводим в табл.
Рисунок 2. План скорости для 2 положения механизма.
Значение длин отрезков на плане скоростей
Наименование скорости точки |
Значения скоростей при положениях механизма, м/с |
|||||||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
7ґ |
8 |
9 |
10 |
11 |
||
VB1B2 |
1,93 |
1,93 |
1,93 |
1,93 |
1,93 |
1,93 |
1,93 |
1,93 |
1,93 |
1,93 |
1,93 |
1,93 |
1,93 |
|
VB3 |
1,93 |
0,89 |
1,51 |
1,86 |
1,91 |
1,68 |
1,17 |
0,39 |
1,93 |
0,64 |
1,63 |
1,87 |
1,06 |
|
VD3D4 |
3,78 |
1,47 |
2,36 |
2,55 |
2,59 |
2,38 |
1,83 |
0,71 |
3,78 |
1,43 |
4,45 |
5,29 |
2,59 |
|
VD3D4D5 |
3,54 |
0,47 |
0,52 |
0,24 |
0,11 |
0,41 |
0,52 |
0,11 |
3,54 |
0,48 |
0,98 |
0,46 |
0,77 |
|
VD5 |
1,35 |
1,39 |
2,30 |
2,54 |
2,58 |
2,34 |
1,76 |
0,70 |
1,35 |
1,34 |
4,37 |
5,27 |
2,47 |
|
VB1В2В3 |
0,00 |
1,70 |
1,19 |
0,51 |
0,22 |
0,93 |
1,53 |
1,96 |
0,00 |
1,81 |
1,01 |
0,47 |
1,60 |
|
Наименование отрезков |
Длина отрезков при положениях механизма, мм |
|||||||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
7ґ |
8 |
9 |
10 |
11 |
||
рb1b2 |
55 |
55 |
55 |
55 |
55 |
55 |
55 |
55 |
55 |
55 |
55 |
55 |
55 |
|
pb3 |
55 |
25,4 |
43,2 |
53 |
54,6 |
48 |
33,4 |
11,1 |
55 |
18,2 |
46,7 |
53,3 |
30,4 |
|
b1b2b3 |
0 |
48,7 |
34 |
14,6 |
6,4 |
26,7 |
43,7 |
56,1 |
0 |
51,8 |
28,9 |
13,3 |
45,8 |
|
pd3d4 |
108 |
42 |
67,4 |
72,8 |
73,9 |
68 |
52,3 |
20,3 |
108 |
40,8 |
127,2 |
151,2 |
74 |
|
d3d4d5 |
101 |
13,3 |
14,9 |
6,9 |
3,1 |
11,8 |
14,8 |
3,2 |
101 |
13,7 |
27,9 |
13 |
21,9 |
|
pd5 |
38,5 |
39,8 |
65,7 |
72,5 |
73,8 |
66,9 |
50,2 |
20 |
38,5 |
38,4 |
124,9 |
150,6 |
70,6 |
б). Определяем ускорения звеньев механизма.
Методика построения такая же, как и при построении планов скоростей.
1). Ускорение в т.А: аА=0;
2). Ускорение в т.В аВ1=аВ2: , (из полюса направляем параллельно звену АВ=55мм от точки В к точке А).
Определяем масштаб построения планов ускорений:
(14)
3).Рассмотрим подробный расчет ускорений для 3 положения механизма.
Ускорение т.С:
(15)
Из т. в1в2 откладываем + к СВ отрезок в1в2m.
, где (16)
(17)
(18)
тогда
Направление отрезка в1в2m поворачиваем на 90° по направлению щ3, т.е. против часовой стрелки.
4).Из т.m проводим луч СВ
5).Из т.С откладываем вектор СВ и равный:
,
где =>
Направление от В к С ставим т. n1. Из т. n1 проводим + к ВС.
6). На пересечении пунктов 3 и 4 ставим точку в3.
7).Из подобия находим длину вектора b3d1d2
8).Из т. П проводим к х-х.
9).Из т. d1d2 проводим СВ отрезком d1d2n2
Из т. d1d2 направление от D к В.
10).Из т.n2 проводим + к СВ и на пересечении с х-х и + СВ ставим d3.
Положения 0
,т.к. СО3=0
Все полученные результаты сводим в табл.
Рисунок 3. План ускорений для 8положения механизма.
Значения длин отрезков на плане ускорений.
Наименование отрезков |
Длина отрезков при положениях механизма, мм |
|||
0 |
3 |
8 |
||
b1b2m |
0 |
6 |
14 |
|
cn1 |
11 |
9.5 |
4 |
|
pb3 |
56 |
18 |
57 |
|
d3d4n2 |
0 |
3 |
1.24 |
|
pd3d4 |
118 |
18 |
127 |
|
pd5 |
108 |
18 |
123 |
|
d3d4d5 |
18 |
15 |
34 |
Значения ускорений рассматриваемых точек механизма
Наименование отрезков |
Значения ускорений, м/с2 |
|||
0 |
3 |
8 |
||
aB3Cn |
6 |
5 |
2.099 |
|
aD3D4D5ф |
9,58 |
7,98 |
18.09 |
|
aB3Ck |
0 |
3.12 |
7.6 |
|
aBDn |
0 |
1.62 |
0.66 |
|
aB3 |
29,79 |
9,58 |
30.3 |
|
aD5 |
57,46 |
9,58 |
65.44 |
|
aD3D4 |
62,78 |
9,58 |
67.56 |
1.4 Определение угловых скоростей и ускорений звеньев механизма
Для определения угловых скоростей звеньев воспользуемся формулой связи линейной скорости точек плоской фигуры с ее угловой скоростью:
, т.к. .(19)
Применяя эту формулу к рассматриваемому механизму, получим:
Значения полученных угловых скоростей сводим в табл.
Значения угловых скоростей для рассматриваемых звеньев.
Наименование угловых скоростей |
Значения угловых скоростей при положениях механизма, с-1 |
|||||||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
7' |
8 |
9 |
10 |
11 |
||
щCD |
5,56 |
2,16 |
3,47 |
3,75 |
3,80 |
3,50 |
2,69 |
1,04 |
5,56 |
2,10 |
6,55 |
7,78 |
3,81 |
Определяем угловые ускорения звеньев.
Рассмотрим подробный расчет угловых ускорений для 2 положения механизма.
(20)
Аналогично рассчитываем угловые ускорения для остальных положений механизма.
Значения полученных угловых ускорений своим в таблицу.
Наименование угловых ускорений звеньев |
Значения угловых ускорений при положениях механизмов, с-2 |
|||
0 |
3 |
8 |
||
еCD |
84.5 |
14.08 |
85.6 |
Расчет погрешности.
Вычислим среднюю погрешность при определении ускорения рабочего органа методом планов ускорений и графическим методом
(21)
(22)
(23)
2. Кинетостатический расчет механизма (силовой расчет)
Для второго положения механизма производим силовой расчет, т.е. определяем реакции во всех кинематических парах и потребную мощность двигателя.
Исходные данные
Параметры |
Значения величин |
||
Усилие, резания, Н |
P5 |
2000 |
|
Веса звеньев, Н |
G1 |
140 |
|
G2 |
22 |
||
G3 |
300 |
||
G4 |
50 |
||
G5 |
360 |
||
Jпр.к.с |
0,06 |
||
еCD |
85,6 |
2.1 Определение сил инерции и моментов сил инерции звеньев механизма
В плоскопараллельном движении все силы инерции каждого звена могут быть приведены к силе инерции, приложенной в центре тяжести звена, и паре сил инерции. Величина силы инерции определяется как произведение массы звена на ускорение центра тяжести:
(24)
Направлена эта сила в сторону, противоположную ускорению центра тяжести. Ускорение центра тяжести берется из плана ускорений для рассматриваемого положения механизма.
Определяем силы инерции для звеньев механизма. Рассмотрим подробный расчет для звена ВС.
(25, 26, 27)
где g - ускорение земного притяжения, принимаем за 10 м/с2.
Значения сил инерции для всех звеньев рассматриваемого положения сводим в таблицу.
Значения сил инерции звеньев механизма.
Звено |
mиi, кг |
asi,м/с2 |
Fиi, Н |
|
АВ |
14 |
7,5 |
105 |
|
В |
2,2 |
17,5 |
38,5 |
|
CD |
30 |
17,5 |
525 |
|
D |
5 |
66 |
330 |
|
х-х |
36 |
33 |
1188 |
Момент пары сил инерции равен произведению момента инерции звена относительно оси, проходящей через центр тяжести, на угловое ускорение звена:
(28)
Направление действия момента пары сил инерции противоположно угловому ускорению звена.
Определяем моменты пары сил инерции для звеньев механизма:
2.2 Определение реакций в кинематических парах структурной группы второго класса второго вида
Разбиваем механизм на группы Ассура и начинаем расчет с той группы, для которой известны все внешние силы. Порядок рассмотрения групп при кинетостатическом расчете обратный порядку кинематического исследования. Поэтому в первую очередь рассматриваем структурную группу II2, состоящую из звеньев 4-5.
Внешние силы, действующие на эту структурную группу, известны. Действие отброшенных звеньев заменено реакцией R05 и R34.
Рисунок 4. Силовой расчет группы II2 (4;5).
Сила R05 действует по нормали к х-х, но точка приложения этой силы неизвестна. Сила R34 приложена в точке D, но линия ее действия не известна.
Порядок расчета структурной группы II2
№ п/п |
Параметр |
Уравнение |
№ звена |
|
1 |
R05 и R45 |
5 |
||
2 |
4 |
|||
3 |
5 |
1. Из условия равновесия звена 5 имеем:
(29)
Реакция звена 4 на звено 5 R45 перпендикулярна направляющей через точку D.
Построение плана сил звеньев 4-5.
Определяем масштаб построения плана сил по максимальной силе , действующей на механизм Fи1=1188 Н.
(30)
Построение в масштабе мр начинается от точки m. Отложив вектор Pnc в соответствии с (1) последовательно прикладываю Рu5 и G5. Из конца вектора G5 проводим луч параллельно линии действия R45, а из точки m - луч параллельный линии действия R05.
Находим отрезки, соответствующие силам, и строим план сил. Направление сил на плане должно соответствовать первоначальному направлению на схеме механизма рассматриваемого положения.
(31, 32, 33, 34)
(35)
Тогда
R05=мр*(bm)=41*10=410Н(36)
R45=мр*(ab)=.81*10=810Н
1. Сила R34 найдется из условия равновесия звена 4.
Тогда, R34=мр*(db)=.114*10=1140Н
2. Плечо h5 силы R05 определяется из уравнения моментов всех сил, действующих на звено 5, относительно точки D.
(37)
Тогда
2.3 Определение реакций в кинематических парах структурной группы II1
Рисунок 5. Силовой расчет группы II1 (2;3).
Прикладываем в точке D силу R43=-R34. Неизвестную силу R12 раскладываем на две составляющие:
Эта сила проходит через центр шарнира В, как всякая реакция во вращательной кинематической паре.
Порядок определения реакций в кинематических парах структурной группы II3 приведены в таблице.
Порядок расчета структурной группы II1
№ п/п |
Определяемый параметр |
Уравнение равновесия |
№ звена |
|
1 |
2-3 |
|||
2 |
3 |
|||
3 |
2 |
|||
4 |
ВN |
2 |
1. Сумма моментов всех сил, действующих на звено 2, относительно точки С:
(38)
При равновесии звена 2 реакция R32 кулисы (звено 3) на камень (звено 2) становиться внешней силой и должна войти в уравнение равновесия. Эта реакция направлена перпендикулярно кулисе, но точка ее приложения неизвестна.
(39)
Построение плана сил определяют величину и , а также величину силы R32. Точка m- начало вектора G2 и конец вектора R32. Линия действия сил R32 и пересекаются в точке d. Из силового многоугольника mabcdm
(40)
Из уравнения равновесия звена 3 находим R03, причем R23=-R32.
(41)
3. Точка приложения реакции во внутренней поступательной кинематической паре В структурной группы можно определить из условия равенства нулю суммы моментов всех сил, приложенных к звену 2 относительно точки В:
(42)
(43)
.
Если Mu2 равно 0 при js2=0, BN =0 и R32 проходит через точки В.
Так как в нашем случае Mu2 = 0 при js2=0, BN =0 , то расчет нам не нужен.
2.4 Расчет входного (ведущего) звена
Рассмотрим равновесие звена АВ. К нему приложены силы:
Рисунок 6. Силовой расчет ведущего звена.
В точке В- сила R21=-R12,
Реакция со стороны второго звена R21 определена и включена в число известных сил: R21 = - R12.
Величину уравновешивающего момента определяем из уравнения моментов всех сил относительно точки А:
(44)
Реакция стойки на звено 1 определяется из условия равновесия звена 1:
Построение плана сил ведущего звена начинаем в точке m, от которой откладываем отрезок (mc), соответствующий реакции R21.
Графическое определение силы
Зная уравновешивающий момент сил, определяем потребное значение мощности привода механизма:
, (45)
где з - коэффициент полезного действия (з=0,8); NY - полезная мощность.
В нашем случае:
3. Определение момента инерции маховика
Работа механизма характеризуется тремя режимами функционирования: пуском, установившегося движения, выбегом.
Для установившегося движения характерно периодическое колебание скорости ведущего звена около значений, соответствующих рабочей скорости. Причиной этого является периодический характер действия моментов и сил.
Исходные данные.
Параметры |
Значения величин |
||
Веса звеньев, Н |
G1 |
140 |
|
G2 |
22 |
||
G3 |
300 |
||
G4 |
50 |
||
G5 |
360 |
||
Моменты инерции звеньев, кгм2 |
J3 |
0.06 |
|
Усилие резания, Н |
P |
2000 |
|
Коэффициент неравномерности хода |
д |
1\16 |
3.1 Определение приведенного момента сил полезных сопротивлений
Приведенный момент сил - момент, условно приложенный к звену приведения, развивающий мгновенную мощность, равную мгновенной мощности всех моментов сил, приложенным к звеньям механизма в каждом положении.
Для нашего механизма определяем приведенные моменты сил сопротивления и движущих сил по формуле:
(46)
Рассчитываем приведенные моменты сил для каждого положения и сводим результаты в таблицу.
Значения скоростей центров тяжести звеньев и приведенных моментов сил
Параметр |
Значения параметров в 12 положениях механизма |
||||||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
||
, м/с |
0.96 |
1.23 |
1.61 |
1.89 |
1.96 |
1.75 |
1.4 |
0.7 |
1.09 |
1.72 |
1.89 |
2.03 |
|
, м/с |
0 |
0.7 |
1.12 |
1.26 |
1.33 |
1.26 |
0.84 |
0.35 |
0.73 |
2.45 |
2.62 |
1.29 |
|
, H·м |
-1.32 |
-86.8 |
-142 |
-165 |
-178 |
-174 |
-119 |
-49 |
4.3 |
9.8 |
3.5 |
2.5 |
3.2 Построение графика приведенных моментов сил полезного сопротивления и движущих сил
Для построения графика приведенных моментов сил выбираем масштаб построения мМ и мц и переводим все значения приведенных моментов сил в отрезки схемы.
(47)
(48)
Принято при построении графика отрицательные значения моментов сил откладывать в положительной части системы координат, а положительные - в отрицательной.
3.3 Построение графика работ сил полезного сопротивления и графика работ движущих сил
График Ад представляет собой прямую линию, выходящую из точки О в точку К в силу того, что в начале и конце цикла установившегося движения работы сил сопротивления и движущих сил равны между собой.
,(49)
где Н - полюсное расстояние, мм.
3.4 Построение графика избыточных работ
Вычтя одноименные ординаты работ, получаем график избыточных работ в масштабах мМ и мц.
Аизб.=Ад.-Ас.
Данные для построения графика избыточных работ сводим в таблицу.
Значения работ для построения графика Аизб
Положение |
Ад |
Ас |
Аизб |
|
мм |
мм |
мм |
||
0 |
0 |
0 |
0 |
|
1 |
25 |
20 |
5 |
|
2 |
50 |
68 |
-18 |
|
3 |
75 |
131 |
-56 |
|
4 |
100 |
204 |
-104 |
|
5 |
125 |
268 |
-143 |
|
6 |
150 |
302 |
-152 |
|
7 |
175 |
309 |
-134 |
|
8 |
200 |
307 |
-107 |
|
9 |
225 |
304 |
-79 |
|
10 |
250 |
302 |
-52 |
|
11 |
275 |
301 |
-26 |
|
12 |
300 |
300 |
0 |
3.5 Определение кинетической энергии звеньев для 12 положений механизма
Определяем кинетическую энергию звеньев для 12 положений механизма, считая, что угловая скорость ведущего звена равна щср по формуле:
,
где Jпр - приведенный момент инерции - величина, обладая которой динамическая модель имеет кинетическую энергию, равную кинетической энергии реального механизма в данном положении.
Определяем Jпр по формуле для кривошипно-ползунного механизма:
(50)
Все результаты расчетов сводим в таблицу.
Значения кинетической энергии звеньев в 12 положениях механизма
Параметр |
Значения параметров в 12 положениях механизма |
||||||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
||
Jпр, кг*м2 |
0.27 |
0.79 |
0.91 |
1.1 |
1.18 |
1.15 |
0.5 |
0.24 |
0.34 |
1.8 |
1.76 |
1.1 |
|
Тзв, кгм |
30 |
89 |
102 |
124 |
133 |
129 |
56 |
27 |
38 |
205 |
198 |
124 |
Для построения графика Тзв=Тзв(ц) переводим полученные значения в отрезки схемы в масштабе мТ=1.27 Дж /мм по формуле:
(51)
3.6 Определение момента инерции маховика и его геометрических размеров
График изменения кинетической энергии маховика получаем по разности ординат графиков избыточных работ и кинетической энергии звеньев по формуле:
?ТМ=Аизб - Тзв.(52)
Все данные и результаты вычислений сводим в таблицу.
Значение ?ТМ во всех положениях механизма
№ п/п |
?ТМ |
|
мм |
||
0 |
0 |
|
1 |
5 |
|
2 |
-18 |
|
3 |
-56 |
|
4 |
-104 |
|
5 |
-143 |
|
6 |
-152 |
|
7 |
-134 |
|
8 |
-107 |
|
9 |
-79 |
|
10 |
-52 |
|
11 |
-26 |
Построение графика изменения кинетической энергии маховика производим в масштабе мТ=1,27Дж /мм.
Определяем момент инерции маховика методом Н.И. Мерцалова, необходимый для обеспечения заданной неравномерности хода д по формуле:
(53)
Определяем вес и размеры маховика.
Обычно маховик определяется массивным кольцом среднего диаметра D, в котором сосредоточено примерно 0,9 массы конструкции. Считается, что в этом случае
,(54)
где D - средний диаметр маховика;
G - вес маховика;
g - ускорение силы тяжести.
Так как в формулу входит две неизвестные величины D и G, то из конструктивных соображений задаемся диаметром маховика (0,7 м) и определяем вес.
При выборе диаметра маховика проверяем максимальную окружную скорость на ободе:
(55)
Чтобы не произошел разрыв обода, значение скорости должно находиться в допустимых пределах для чугунных маховиков V ? [V] = 30 м/с
В нашем случае это условие выполняется.
Зная диаметр маховика, находим его теоретический вес:
(56)
Действительный вес обода:
Выбираем при V = 5,39 м/с литой маховик со спицами из чугуна СЧ-15 (с= 7000 кг/м3) с n = 6.
Определяем геометрические параметры маховика и сводим результаты в таблицу.
Основные параметры маховика со спицами
Диаметр маховика, D, мм |
Число спиц, n |
Основные размеры маховика, мм |
|
700 |
6 |
При выполнении чертежа маховика выбираем масштаб 1:6.
Литература
1. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин: Учеб. Для втузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988. - 640 с.
2. Теория механизмов и механика машин: Учеб. для вузов / К.В. Фролов, С.А. Попов, А.К. Мусатов и др.; Под ред. К.В. Фролова. - 4-е изд., испр. и доп. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. - 664 с.: ил. - (Сер. Механика в техническом университете; Т. 5).
3. Попов С.А., Тимофеев Г.А. Курсовое проектирование по теории механизмов и механике машин: Учеб. пособие / ред. Фролов К.В. 3-е изд. перераб. и доп./. М.,: Высш. школа. 1999. - 351 с.: ил.
4. Кореняко А.С. и др. Курсовое проектирование по теории механизмов и машин. М., Высш. школа., 1970. - 332 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Структурный анализ кривошипно-ползунного механизма. Построение планов положения, скоростей, ускорений и кинематических диаграмм. Определение результирующих сил инерции и уравновешивающей силы. Расчет момента инерции маховика. Синтез кулачкового механизма.
курсовая работа [522,4 K], добавлен 23.01.2013Задачи и методы динамического синтеза и анализа машинного агрегата. Описание определения кинематических характеристик рычажного механизма. Определение работы сил сопротивления, истинной угловой скорости звена приведения, момента инерции маховика.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 25.11.2010Анализ кинематических пар механизма, его структурные составляющие. Определение скоростей точек и угловых скоростей звеньев. Силовой анализ механизма. Построение диаграммы работ сил сопротивления и момента инерции методом графического интегрирования.
курсовая работа [136,6 K], добавлен 16.10.2009Структурный анализ рычажного механизма. Определение приведённого момента инерции звеньев. Определение реакций в кинематических парах и уравновешивающей силы методом планов и методом Жуковского. Подбор числа зубьев, числа сателлитов планетарного редуктора.
курсовая работа [428,3 K], добавлен 11.09.2010Кинематический анализ плоских рычажных механизмов. Расчет маховика методом Виттенбауэра. Определение приведенного момента инерции. Определение уравновешивающей силы методом Жуковского. Расчет и графическое исследование привода кулачкового механизма.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 22.09.2013Структурный анализ механизма качающегося конвейера. Определение приведенного момента инерции механизма. Построение кинематических диаграмм перемещения, скорости, ускорения и полезного сопротивления. Расчет углов наклона касательных к графику энергомасс.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 22.01.2016Структурный анализ механизмов; их деление на элементарные, простые, стационарные и комбинированные. Определение крайних положений станка и звеньев. Анализ динамики машины и определение момента инерции маховика. Синтез зубчатых и кулачковых механизмов.
курсовая работа [897,8 K], добавлен 11.12.2012Структурный и кинетостатический анализ механизма двухцилиндрового компрессора; определение реакции в кинематических парах. Проектирование эвольвентного зацепления прямозубых цилиндрических колёс. Расчет геометрии зубчатой передачи, профиля кулачка.
курсовая работа [395,1 K], добавлен 07.01.2012Графический и графоаналитический метод исследования механизма. Построение годографа центра тяжести кулисы, расчет погрешностей. Определение сил инерции звеньев, реакций в кинематических парах, мощности электропривода. Проектирование зубчатой передачи.
курсовая работа [110,8 K], добавлен 02.03.2015Схема рычажного механизма. Классификация кинематических пар. Определение степени подвижности механизма. Синтез механизма. Силовой расчёт рычажного механизма. Определение силы полезного сопротивления. Определение сил инерции и моментов сил инерции звеньев.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 10.01.2009Кинематический анализ и синтез рычажного механизма по коэффициенту неравномерности. Построение планов положений механизма. Определение приведенной силы сопротивления. Определение момента инерции маховика. Силовой расчет диады и кривошипа, простой ступени.
курсовая работа [377,2 K], добавлен 02.06.2015Структурный анализ механизма, определение числа его начальных звеньев. Степень подвижности механизма по формуле Чебышева. Определение вида, класса и порядка структурной группы. Построение кинематических диаграмм. Силовой анализ исследуемого механизма.
курсовая работа [204,9 K], добавлен 22.12.2010Основные положения динамики металлургических машин. Разработка кинематической и эквивалентной расчетной схемы механизма поворота желоба для разливки чугуна. Определение момента инерции и расчет геометрических параметров маховика дыропробивного пресса.
курсовая работа [3,4 M], добавлен 02.05.2012Структурное и кинематическое исследование механизма: описание схемы; построение планов скоростей. Определение реакций в кинематических парах; силовой расчет ведущего звена методом Н.Е. Жуковского. Синтез зубчатого зацепления и кулачкового механизма.
курсовая работа [221,8 K], добавлен 09.05.2011Основные понятия и определение машин, механизмов, звеньев и кинематических пар. Группы Ассура. Расчет числа степеней свободы плоских и пространственных механизмов, анализ структуры плоских рычажных механизмов. Пассивные связи и избыточные подвижности.
шпаргалка [3,6 M], добавлен 15.12.2010Определение объемов работ. Предварительный выбор комплектов машин, механизмов и методов производства работ. Технико-экономическое сравнение вариантов производства работ и их эффективность. Описание принятых методов производства работ. Расчет забоя.
курсовая работа [83,7 K], добавлен 27.10.2013Структурная схема рычажного механизма. Расчёт приведенного момента инерции. Расчёт приведенного момента движущих сил и момента сил сопротивления. Динамический анализ рычажного механизма. Проектирование кинематической схемы планетарного редуктора.
курсовая работа [231,8 K], добавлен 03.05.2015Определение линейных скоростей и ускорений точек рычажного механизма, а также угловых скоростей и ускорений звеньев, реакции в кинематических парах и уравновешивающую силу кривошипно-кулисного механизма. Построение графика перемещений толкателя.
курсовая работа [244,2 K], добавлен 15.02.2016Проектирование основного рычажного механизма, расчет момента инерции маховика, определение истинного закона движения звена приведения. Расчет геометрических параметров. Качественные и кинематические характеристики эвольвентного зубчатого зацепления.
курсовая работа [168,5 K], добавлен 28.01.2011Кинематические диаграммы толкателя. Начальный радиус и профиль кулачка. Подбор чисел зубьев планетарной передачи. Геометрический расчёт зацепления. Определение момента инерции маховика. Приведение внешних сил. Работа и величина движущего момента.
курсовая работа [378,8 K], добавлен 18.04.2016