Механізм важіля (стр. 2 из 5)

V_qD1(%)=

Значення передаточних функцій, Визначенних за допомоги ЕОМ наведені в додатку .

6 ВИЗНАЧЕННЯ ЗВЕДЕНИХ МОМЕТІВ СИЛ КОРИСНОГО ОПОРУ

Так як в положенні механізма з α₁=195⁰ сила корисного опору на повзун Р_ко=5200(холостий хід), то і зведений момент сил опору

М_зо= Р_ко*V_qD1=5200*0.096=499.2Hм.

Але ж цей момент не постійно має таке значення, тому побудуємо діаграму залежності |M_зо, α₁| за результатами розрахунку на ЕОМ. Далі будуємо діаграму робіт корисного опору |А_зо, α₁|.

За повний цикл А_зо=А_зр, тобто робота зведених сил опору рівна роботі зведених рушійних силю. Вважаємо зведений момент рушійних сил постійною величиною. Тоді діаграма зведених рушійних сил буде прямою лінією, яка з’єднує початок та кінець діаграми робіт зведених сил опору. Виходячи з цього, запишемо:

М_зр=А_зо(360)/2π=860/2π=136,9 Н·м

Віднімаючи з ординат діаграми А_зр ординати діаграми А_зо, будуємо діаграму ΔТ=А_зр-А_зо для всіх положень кривошипа.

7 ВИЗНАЧЕННЯ ЗВЕДЕНИХ МОМЕНТІВ ІНЕРЦІЇ ЛАНКИ ЗВЕДЕННЯ

Зведені момети інерції ланки зведення визначаємо за формулою:

Для положення α₁=90⁰:

I_З=18·0.0759²+0,1421·0,3226²+19·0.035725²+0,149·0,2552²+21х

х0.067243²+0,1992·0,09255²+15·0.065912²=0,3567кГм²

Відхилення від розрахунку на ЕОМ (Ip=0.3632 кГм²) не перевищує 5% (1,7%). Використовуючи результати аналітичного розрахунку за допомогою ЕОМ, будуємо діаграму |I₃, α₁|, попередньо повернувши осі на 90⁰.

8 ВИЗНАЧЕННЯ МОМЕНТУ ІНЕРЦІЇ МАХОВИКА МЕТОДОМ ВІТТЕНБАУЕРА

Графічно виключаючи параметр α з діаграм |ΔT, α₁| та |I₃, α₁|, будуємо діаграму |ΔT, I₃| - енергомас. Визначемо кути ψ_maxта ψ_min дотичних до цієї діаграми.

Поводимо дотичні під цими кутами до діаграми енергомас до їх пересічення з віссю ΔТ. Отриманий відрізок аb=108,78мм.

Момент інерції маховика

Згідно розрахунку за методом Гут’яра за допомогою ЕОМ І’_m=11,05 кГм².

Похибка не перевищує 5%.

9 ВИЗНАЧЕННЯ РОЗМІРІВ МАХОВИКА

Визначемо потужність рушійних сил

P’=M_зр·ω₁=136,9*42,9=5873,01 Вт

Задана частота обертання ротора двигуна n_дв=1500 хв^-1. Потужність на валі електродвигуна

Р_р=P’/η=5873,01/0,7=8390 Вт

За цією потужністю та частотою обертання вибираємо електродвигун RAM71B4, для якого Р_р=0,37 кВт та n_д=1500 хв^-1. Момент інерції ротора цього електродвигуна І_р=0,0011 кГм².

Враховуючи, що робота парової машини має безударний характер, ставимо маховик на валі електродвигуна. Тоді зведений до вала двигуна момент інерції маховика

Маховик виконуємо у вигляді диска. Матеріал маховика – чавун, для якого ρ=7100кг/м³. Діаметр маховика

0,38325 м=383,25мм

Ширина маховика В=ψ_b·D=0,3·383,25мм=114,975 мм

Діаметр посадкового отвору

d≥(7...8)·

=7,5· =8· =10.6 мм

Приймемо d=12мм.

10 ГРАФО-АНАЛІТИЧНИЙ МЕТОД

КІНЕМАТИЧНОГО АНАЛІЗУ МЕХАНІЗМА

10.1 Визначення швидкостей графоаналітичним методом

Визначемо швидкість точки А, яка належить вхідній ланці 1. Кутова швидкість ланки 1 у положенні, заданому кутом α₁=195⁰, становить

ω₁=2π*n_OA=2*3.14*6,833c^-1=42,9рад/с.

Звідси

V_A= ω₁*l_OA=42,9 c^-1*0.115 м=4,935 м/с.

Вектор

напрямлений перпендикулярно до ланки ОА в бік обертання кривошипу.

Приймаємо довжину відрізка pa=70мм, що зображує вектор

, і визначемо масштабний коефіціент

4,935/70=0,07мс^-1/мм

З довільно обраного полюса р на площині (див. аркуш 2), перпендикулярно до ланки ОА проводимо відрізок ра.

Швидкість точки В визначемо, виходячи з теореми про швидкість точки твердого тіла у плоскому русі:

В цьому векторному рівнянні

та .

Вказане векторне рівняння розв’язуємо графічно. Для цього з точки аплану швидкостей проводимо лінію перпендикулярну ланці АВ до пересічення з лінією, проведеною з точки р перпендикулярно ланці О₂В. Точку пересічення позначимо як b. Помножившивідрізки abтаpb на масштабний коефіціент μ_V, отримаємо величини швидкостей

V_B=pb* μ_V=49,17*0,07=3,44мс^-1,

V_BА=ab* μ_V=31,65*0,07=2,22мс^-1

Розмір відрізка рс, що зображує на плані швидкість точки С, визначемо з пропорції:

рс=pb*1,25=61,46мм

V_C=pc* μ_V=4,3022мc^-1

Швидкість точки Д знайдемо, розв’язуючи графічно векторне рівняння:

Тут вектор V_Д|| х-х,

.

З точки с плану швидкостей проведемо лінію перпендикулярну ланці ДС до пересічення з лінією, проведеною з точки р, паралельно вісі х₁ – х₁. Точка пересічення позначена як д.

V_Д=рд* μ_V=57,5*0,07=4,025мс^-1,

V_ДС=дс* μ_V=21,63*0,07=1,51мс^-1.

Положення точок S₂, S₃, S₄ , які є центрами ваги ланок, знайдемо на серединах відрізків ав, рс та сд. З’єднаємо точки S₂, S₃, S₄ з полюсом плана і отримаємо відрізки рS₂, рS₃, рS₄, що зображують швидкості центрів ваги ланок.

V_S2=pS₂* μ_V=58,38*0,07=4,087мс^-1,

V_S3= рS₃* μ_V=30,73*0,07=2,151мс^-1,

V_S4= рS₄* μ_V=58,52*0,07=4,096мс^-1.

Розрахунок кутових швидкостей ланок розглянемона прикладі ланки 2, величина кутової швидкості якої

7,629 с^-1

Кутова швидкість ω₂ направлена проти руху годинникової стрілки, тому що вектор відносної швидкості ланки АВ, уявно перенесений у точку В ланки 2, прагне повернути ланкку проти руху годинникової стрілки відносно точки А.

Аналогічно визначаємо велечини і напрямок ω₃, ω₄.

14,828 с^-1

4,734 с^-1.

Напрямки кутових швидкостей показані на кресленні (див. арк. 2)

10.2 Визначення прискорень графо-аналітичним методом

Будуємо план прискорень для положення механізму, заданого кутом α₁=195⁰. Рух ведучої ланки АВ здійснюється з постійною кутовою швидкістю ω₁=42,9 с^-1.

Прискорення точки А кривошипа 1:

де нормальне прискорення

= 211,6 мс^-2

тангенциальне:

0

Повне прискорення точки А кривошипа

=211,6мс^-1

Вектор а_АО1 направлений вздовж ланки О₁А від точки А до О₁.Прий мемо довжину відрізка πа=121мм і визначемо масштабний коефіціент побудови плана прискорень.

μ_а=

=211,6/121= 1,75 мс^-2/мм

З довільно обраного центра π плана прискорень проведемо лінію у напрямку вектора

і відкладемо на ньому відрізок πа.

Для визначення прискорення точки В запишемо векторне рівняння складання прискорень точки твердого тіла у плоскому русі:

.