Курсовая работа: Расчет кривошипного механизма

1.3.1 Расчет и построение графика приведённого момента сил полезного сопротивления

Рассчитаем значение приведённого момента сил полезного сопротивления для данного положения механизма. В основу расчёта возьмём теорему Н.Е. Жуковского о «жёстком рычаге».

В соответствии с этой теоремой, построенный план скоростей, принимаем за «жёсткий рычаг» в соответственных точках которого приложим внешние силы, предварительно повернув их на 900.     Принимаем что приведённая сила Fпр приложена в точке А механизма, перпендикулярно О1А и её момент направлен против вращения звена 1,на плане аналогов скоростей в соответственной точке а, перпендикулярно ра. На основании этого, запишем уравнение:

                        (1.9)

откуда:

                     (1.10)

где: F – сила cопротивления.

                      (1.11)

где: a=88о14’

Полученные значения Fпр и силы сопротивления F заносим в таблицу 3.

Положение механизма	0	1	2	3	4	5	6	6’
H	0	6	15	38	50	81	107	108
F	0	194	486	1231	1620	2625	3468	3500
Fпр	0	49	198	754	1537	3188	1274	0
pc	0	25	40	60	93	119	36	0

Приведённый момент равен :

                          (1.12)

Полученные значения приведённого момента Мпр заносим в таблицу 4, и на их основании строим график приведённого момента сил.

Таблица 4. Приведённый момент сил

Положение механизма	0	1	2	3	4	5	6	6’
Мпр, Нм	0	13	53	204	415	861	344	0

Выбираем масштабный коэффициент, для построения графика приведённого момента сил.

  (1.13)

Введём масштабный коэффициент угла поворота кривошипа.

      (1.14)

1.3.2. Построение графика работ сил полезного сопротивления и сил движущих

Для построения графика работ сил полезного сопротивления проводим интегрирование зависимости Мпр=Мпр(j) по обобщенной координате (т.е. по углу поворота звена приведения - кривошипа), что приводит к получению требуемого графика Ас=Ас(j). Для получения наглядного результата применим метод графического интегрирования. Для этого вводим полюсное расстояние Н=60 (мм) и определяем масштабный коэффициент диаграммы работ.

mА=mм×mj×Н     (1.15)

mА=9.5×0,035×60=19.95(Дж)

Построение этого графика возможно из-за того, что за цикл движения Ад=Ас. Внутри цикла Ад¹Ас, а разность Ад – Ас=DТ – приращению кинетической энергии. Данный график строим в масштабе mт=mА.

Построение графика разности работ DТ поводи следующим образом. Алгебраически складывая положительные ординаты диаграммы Ад=Ад(j) и отрицательные Ас=Ас(j) получим отрезки, которые откладываем от оси абсцис соблюдая знаки. Соединив линиями полученные точки, получим график разности работ DТ.

1.3.3.Расчёт и построение графика приведённого момента инерции рычажного механизма

Для построения требуемого графика нам понадобятся значения масс звеньев и моментов инерции звеньев относительно центров масс, которые нам заданы в ТЗ на проектирование.

По схеме механизма с учётом формы движения звеньев и на основании того, что кинетическая энергия звена приведения (кривошипа) равна суме кинетических энергий звеньев, запишем формулу.

     (1.16)

где: I1 – момент инерции первого звена.

I1=0.02(кг×м2);

IS2 – момент инерции второго звена;

IS2=0,041(кг×м2);

I3 – момент инерции третьего звена;

I3=0,0016(кг×м2);

IS4 – момент инерции четвёртого звена;

IS4= 0,026(кг×м2);

m2 – масса второго звена.

m2 = 0.39(кг):

m3 – масса третьего звена.

m3 = 0.1(кг):

m4 – масса четвёртого звена.

m4 =0.4(кг);

m5 – масса пятого звена.

m5 =1.05(кг);

VS2 – скорость центра тяжести второго звена.

VS4 – скорость центра тяжести четвёртого звена.

w2 w4 – угловые скорости звеньев 3 и 4 соответственно.

Длины вектора скорости pf.

          (1.16)

         (1.17)

  (1.18)

где: ps2 – аналог скорости точки S2.

ps4 – аналог скорости точки S4.

pс – аналог скорости точки С.

mV – масштабный коэффициент плана скоростей.

   (1.19)

Тогда

Полученные значения приведённого момента инерции заносим в таблицу 5, и соответственно им строим график приведённого момента инерции рычажного механизма масштабе.

     (1.22)

Положение механизма	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Iпр	0.08	0.09	0.13	0.21	0.31	0.19	0.02	0.23	0.24	0.16	0.1

Таблица 5. Значения приведённого момента инерции

Страницы: 1, 2, 3