Номер II положения первого механизма всегда будет соответствовать номеру i положение коленчатого вала, а второй механизм: iII = iI + 6, J3II(i) = J3I (I + 6)

10.4 Составляем таблицу 6 и строим диаграмму

J3 = т7 (j)

11.Приведённые моменты сил и мощность двигателя

11.1.1. Силу Fв проводим в точку С.

11.1.2. Величина приведённой в точку С движущей силы для одного (первого) механизма Fc.

Fс Vс = Fв Vв , откуда

Fс = Fв Vв/Vс ;где

Fв -сила давлений газов на поршень первого механизма.

Vв - скорость поршня.

Vс - линейная скорость точки С. Vс = wr = 12,45 м/с.

11.1.3. Определение искомых величин и заполнение граф таблицы производится в следующем порядке.

Графа 3 - Fв из таблицы 2,

Графа 4 - Vв из таблицы 1,

Графа 5 - Fс = Fв Vв/Vс ,

Графа 6 - Тдi = Fс * r = Fс * 0,7.

Графа 7 - Тд II (i) = ТдI (i-6) ,

Графа 8 - Тд = ТдI + Тд II . По данным графы 8 строим диаграмму изменения результирующего приведённого момента движущих сил в функции угла j поворота кривошипа.

11.2 Момент сил сопротивления

11.2.1. Тс = Асц/2pк = 1101,49/2 * 3,14 * 2 = 87,69 нм.;

где К - число оборотов кривошипного вала за цикл, в нашем примере К = 2.

Асц - работа момент сил сопротивления за цикл.

Асц = Адц = Тд dj

11.2.2. Адц - работа момента движущих сил за цикл.

Величину работы Ад определяем приближённо по формуле:

Ад = S D Ад = SТдср.--D--j, где

D--j - угол поворота кривошипа при передвижении из положения (i-1) в положении i:

11.2.3. Графа 9 - Тдср - средняя величина момента движущих сил при повороте кривошипа на элементарный угол D--j.

Тдср i = ( Тд(i-1) + Тдi )/2.

Графа 10 - D Адi - элементарная работа, совершённом моментом Тд:

D Адi = Тдсрi * D--j, D--j = 300 = 0,523 рад.

D Адi = 0,523 * Тдсрi ,

Графа 11 - D Адi = (S D Ад)i = (S D Ад)i - 1 + D Адi ,

В последней строке таблицы получаем работу Адц , совершённую моментом Тд за весь цикл.

Адц = (S D Ад)24 = 1439 нм.

11.3 Приращение кинетической энергии момента DЕ

11.3.1. Строим диаграммы Ад = т1_ (j) и Ас = т11 (j).

11.3.2. Элементарная работа D Ас момента при повороте кривошипа на элементарный угол Dj составит : D Ас = Тс D--j = 87,69 * 0,523 = 45,86 нм.

Графа 12 - Асi - сумма элементарных работ сил сопротивления с начала цикла до момента прихода двигателя в рассматриваемое положение ni : Асi = (S D Ас)i = D Асi .

11.3.3. Приращение кинетической энергии DЕ механизма для любого его положения будет определяться разностью работ, совершённых движущими силами и силами сопротивления за время от момента начала цикла и до момента прихода двигателя в рассматриваемое положение:

DЕi = Адi - Асi .

11.4. Определение мощности двигателя и коэффициента неравномерности хода при работе без маховика.

11.4.1. Мощность двигателя определяется по средней величине момента движущих сил за один цикл:

Nд = ТДср.--*--w = Тс * w = 87,69 * 177,9 = 15600 вт.

Nд = 15,6 кВт.

11.4.2. Коэффициент d' неравномерности хода двигателя при работе его без маховика определяем по приближённой формуле:

d' = mj * mт * FБ/J3ср.--* w2 , где

J3ср. = J3Б + J3М/2 = 0,025 + 0,0926/2 = 0,0588 кг * м2.

Заданный коэффициент d = 1,3 . Нужен маховик.

12.Расчёт маховика

12.1 Определение приведённого момента инерции маховика - Jмп.

12.1.1. Диаграммы энергомасс DЕ = т (J3).

12.1.2. Диаграмма приращения кинетической энергии DЕ = т12(j)

12.1.3. Диаграмма изменения приведенного момента J3 = т (j)

12.1.4. Диаграмма энергомашин DЕ = т (J3)

12.1.5. Определяем наибольшее wБ и наименьшее wм значение угловой скорости звена приведения за время цикла, учитывая заданную величину коэффициента неравномерности хода d:

d = 1/160 = 0,00625,

наибольшие: wб = wср(1 + d/2) = 177,9 (1 +0,00625/2) = 179,49 рад/с,

наименьшее: wм = wср (1- d/2) = 177,9 ( 1 - 0,00625/2) = 177,37 рад/с.

wср - средняя угловая скорость звена приведения.

wср = w = 177,9 рад/с.

12.1.6. Определяем величины углов Yб и Yн для проведения касательных к диаграмме энергомасс:

tgYБ = mJ/2me * wБ2 = 0,5309,

tgYМ = mJ/2me * wм2 = 0,524,

YБ = 27054' ; YМ = 27023'.

12.1.7. (hM) = (qh) * tgyM, (hM) = 78,6 мм,

(hБ) = (qh) * tgyБ , (hБ) = 79,6 мм.

12.1.8. Определим из чертежа (lm) = 135 мм.

12.1.9. Приведенный момент инерции маховика Jмп определяется по формуле:

Jмп = mе(lm)/--d--wер2 = 30 * 135/0,00625 * 177,92.

mе - масштаб кинетической энергии, принятый на DЕ = f12(j);

d-----коэффициент неравномерности хода;

wер - средняя угловая скорость звена приведения.

12.2. Определение основных размеров маховика

12.2.1. С достаточной точностью примем: Jм = Jоб.

12.2.2. Момент инерции обода:

Jм = Jм об = (Dп4 - Dв4) brp/32,

Jм = Jоб = Dп5 (1 - a4)--br--p/32,

где a = Dв/Dн , обычно a = 0,312/0,52

b = В/Dн, обычно b = 0,078/0,52

r - плотность материала маховика r = 7800 кг/м3.

12.2.3. Наружный диаметр маховика:

Dн = 5Ц32 Jм/p (1 - a4) br = 0,520 м.

Внутренний диаметр маховика:

Dв = a * Dн = 0,312 м.

Ширина маховика:

В = b * Dн = 0,078 м.

Определяем окружную скорость на ободе:

Vн = wср * Dн /2 = 177,9 * 0,52/2 = 46,25 м/с.

12.2.3. Масса маховика определяется по формуле:

mн = --p/4 (Dн 2 - Dв 2)Вr,

mн = 0,785--( 0,522 - 0,3122) 0,078 * 7800 = 82,62 кг.

Вес маховика - Gм : Gм = gmн = 9,8 * 82,62 = 809,7 н.

13.Угловая скорость кривошипного вала

13.1 Угловую скорость w определяем по формуле

w = Ц--2--Е0 + w/Jп , где

Е0 - начальная кинетическая энергия механизма.

DЕ - приращение кинетической энергии.

Jп - приведённый к кривошипному валу момент инерции механизма.

Jп = Jмп + J3 ,

13.2. Е0 = ? Jп w2 - DЕ

13.3 Определяем величину Еок для положения механизма, соответствующего точке К

Jпк = Jмп + J3к = JМП + mJ * хк = 3,56 + 0,001 * 41 = 3,601 кг * м2.

wк = wБ = 178,49 рад/с.

DЕк = mЕ yк = 3 * 100 = 306 нм.

Еот = ? JптwБ2 - DЕк = ? * 3,585 * 177,372 + 411 = 56803,25 нм.

13.4 Определяем величину Еот для положения механизма, соответствующего точке Т

Jпт = Jмп + J3т = Jмп + mJ * хт = 3,56 + 0,001 * 25 = 3,585 кг * м2.

wт = wм = 177,37 рад/с.

DЕт = mЕ * yт = 3 * 137 = 411 нм.

Еот = ? Jптwн2 - DЕт = ? * 3,585 * 177,372 + 411 = 56803,25 нм.

13.5 Ео = (Еок + Еот)/2 = 56932,4 нм.

13.6 w = Ц--2--(--Е0 + DЕ) /Jп .

Вычисления сведены в таблице 8. По данным последней графы этой таблицы строим диаграмму изменения угловой скорости w кривошипного вала в зависимости от изменения угла j0 его поворота.

Таблица 2

Величина	№№ положение
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
путь	Угол поворота кривошипа, j0.	0	30	60	90	120	150	180	210	240	270	300	330	360
	Отрезок на че-ртеже (В0В), мм.	0	12	44,5	85	121	144	152,0	144	121	85	44,5	12	0
	Перемещение поршня (Sв),мм	0	0,012	0,0445	0,085	0,121	0,144	0,1520	0,144	0,121	0,085	0,0445	0,021	0
скорость	Вектор (рв), мм	0	45	74,5	76	57	30	0	-30	-57	-76	-74,5	-45	0
	Скорость Vв, м/с	0	5,418	8,9698	9,1504	6,8628	3,612	0	-3,612	-6,863	-9,150	-8,969	-5,418	0
	Вектор (св), мм	76	65,5	39,5	0	39	66,5	76	66,5	39	0	39,5	65,5	76
	Скорость Vвс, м/с	9,1504	7,8862	4,7558	0	4,6956	8,0066	4,6956	0	4,7558	0	4,7558	7,886	9,150
	Угловая скоро-сть wвс , рад/с	-30,50	-26,29	-15,85	0	15,652	26,689	30,501	26,689	15,652	0	-15,85	-26,29	-30,50
	(сSш)= (св) LcSш/Lcв=	22,8	19,65	11,85	0	11,7	19,95	22,8	19,95	11,7	0	11,85	19,65	22,8
	Вектор ( рSш ), мм	53	61	73	76	68,5	58	53	58	68,5	76	73	61	53
	Скорость VSШ, м/с	6,3812	7,3444	8,7892	9,1504	6,8628	6,9832	6,3812	6,9832	6,8628	9,150	8,7892	7,344	6,381
ускорение	V2вс, м/с2	83,73	62,192	22,618	0	22,049	64,106	83,73	64,106	22,049	0	22,618	62,19	83,73
	авсn = Vвс2/Lсв = = Vвс2/	279,10	207,31	75,392	0	73,496	213,69	279,10	213,69	73,50	0	75,40	207,3	279,1
	Вектор (cn), мм	19,254	14,301	5,201	0	5,070	14,741	19,254	14,741	5,070	0	5,201	14,30	19,25
	Вектор (pв), мм	95	76	28	-21	-48	-56	-57	-56	-48	-21	28	76	95
	Ускорение ав, м/с	1377,1	1101,7	405,89	-304,4	-695,81	-811,78	-826,8	-811,8	-685,8	-304,4	405,89	1101,7	1377,1
	Вектор (nв), мм	19	39	66	78,5	66	39	19	39	66	78,5	66	39	19
	Ускорение авсt м/c2 =	275,42	565,34	956,74	1137,9	956,74	565,34	275,42	565,34	956,74	1137,9	956,74	565,3	275,4
	Угловое ускорение Евс	0	1739,5	3213,3	3993,1	3213,3	1739,5	0	1739,5	3213,3	3993,1	3213,3	1739,5	0
	(сSш) =	5,7	11,7	19,8	23,55	19,8	11,7	5,7	11,7	19,8	23,55	19,8	11,7	5,7
	Ускорение аsш м/с2 =	82,627	169,60	287,02	341,38	287,02	169,60	82,63	169,60	287,02	341,4	287,02	169,6	82,63
	Вектор (pSш) , мм	81	73	57,5	54	57,5	73	81	73	57,5	54	57,5	73	81
	Ускорение аsш ,м/с2	1174,2	1058,2	833,52	782,79	833,52	1058,2	1174,2	1058,2	833,52	782,8	833,5	1058,2	1174,2

№ стр.	Величина	№ № положения
		0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1	Угол поворота кривошипа, j0	0	30	60	90	120	150	180	210	250	270	300	330	360
2	Абсолютное давление Ра = н/мм2	0,105	0,075	0,075	0,075	0,075	0,075	0,075	0,079	0,080	0,171	0,855	1,9095	3,300
3	Индикаторное давление, Рu = Ра - 0,1 н/мм2	0,005	-0,025	-0,025	-0,025	-0,025	-0,025	-0,025	-0,021	-0,020	0,071	0,755	1,809	32,0
4	Сила давления газов Fв = Рк А,н	82,523	-412,6	-421,6	-412,6	-412,6	-412,6	-412,6	-346,6	-330,0	1171,8	12460,9	29865	52814,8
5	Сила инерции поршня Fип = -9 ав,н	-5783,9	-4627	-1704,7	1278,5	2922,4	3409,5	3470,3	3409,5	2922,4	1278,5	-1704,7	-4627	-5783,9
6	Сумма сил F = Fв + Fип, н	-5701,38	--5699,7	-2117,3	865,88	2509,77	2996,8	3057,68	3062,86	2592,35	2450,3	10756,29	25237,9	47030,9

№ стр.	Величина	№ № положения
		13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24
1	Угол поворота кривошипа, j0	390	420	450	480	510	540	570	600	630	660	690	720
2	Абсолютное давление Ра = н/мм2	5,6145	3,0495	1,439	0,5415	0,32775	0,265	0,128	0,105	0,105	0,105	0,105	0,105
3	Индикаторное давление, Рu = Ра - 0,1 н/мм2	5,5145	2,9495	1,335	0,4415	0,22775	0,165	0,028	0,005	0,005	0,005	0,005	0,005
4	Сила давления газов Fв = Рк А,н	91014,75	48680,39	22099,69	7286,79	3758,90	2723,26	462,00	82,523	82,523	82,523	82,523	82,523
5	Сила инерции поршня Fип = -9 ав,н	-4627,1	-1704,7	1278,5	2922,39	3409,46	3470,3	3409,5	2922,39	1278,5	-1704,7	-4627,1	-5783,9
6	Сумма сил F = Fв + Fип, н	86387,65	46975,69	23378,15	10209,18	7168,36	6193,56	3871,46	3004,913	1361,023	-1622,14	-4544,58	-5701,38

Таблица 6

№	№№ положений	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1	Угол поворота j0	0	30	60	90	120	150	180	210	240	270	300	330	360
2	Jко кг н2	0,0117	0,0117	0,0117	0,0117	0,0117	0,0117	0,0117	0,0117	0,0117	0,0117	0,0117	0,0117	0,0117
3	(wш/w) = (wш/177,9)	0,2765	0,245	0,1416	0	0,1416	0,245	0,2765	0,245	0,1416	0	0,1416	0,245	0,2765
4	(wш/w)2 = = (wш/177,9)2	0,0765	0,06	0,02	0	0,02	0,06	0,0765	0,06	0,02	0	0,02	0,06	0,0765
5	Jш(wш/w)2 = = 0,0294(wш/177,9)2	0,0022	0,0018	0,0006	0	0,0006	0,0018	0,0022	0,0018	0,0006	0	0,0006	0,0018	0,0022
6	Vsш/w = Vsш/177,9	0,0492	0,0584	0,0646	0,0691	0,0646	0,0534	0,0492	0,0534	0,0646	0,0691	0,0646	0,0584	0,0492
7	(Vsш/w)2 = (Vsш/177,9)2	0,0024	0,0034	0,0042	0,0048	0,0042	0,0029	0,0024	0,0029	0,0042	0,0048	0,0042	0,0034	0,0024
8	mш (Vsш/w)2 = =4,7 (Vsш/177,9)2	0,0113	0,0159	0,0197	0,0226	0,0197	0,0136	0,0113	0,0136	0,0197	0,0226	0,0197	0,0159	0,0113
9	Vв/w = Vв/177,9	0	0,0506	0,0646	0,0691	0,0545	0,0208	0	0,0208	0,0545	0,0691	0,0646	0,0506	0
10	(Vв/w)2 = (Vв/177,9)2	0	0,0026	0,0042	0,0048	0,0029	0,0004	0	0,0004	0,0029	0,0048	0,0042	0,0026	0
11	mn (Vв/w)2 = =2,5 (Vв/177,9)2	0	0,0065	0,0105	0,012	0,0073	0,001	0	0,001	0,0073	0,012	0,0105	0,0065	0
12	Jз1 = Jко + Jш(wш/w )2 + mш(Vsш/w)2 + mп(Vв/w)2	0,0252	0,0359	0,0425	0,0463	0,0393	0,0281	0	0,0281	0,0393	0,0463	0,0425	0,0359	0,0252
13	J3II(i) = J3I (I + 6) кг * м2	0,0281	0,0393	0,0463	0,0425	0,0252	0,0359	0,0252	0,0359	0,0425	0,0463	0,0393	0,0281	0
14	J3 = J31 + J3II кг * м2	0,0252	0,064	0,0818	0,0926	0,0818	0,064	0,0252	0,064	0,0818	0,0926	0,0818	0,064	0,0252

Таблица 7

№	j0	DЕ, нм	Е0 + DЕ	Jп = Jмп + J3	2--*--(Е0 + DЕ) /Jп	w = Ц--2--*--Е0 + DЕ /Jп
0	0	0	56932	3,505	31761,2	187,22
1	30	-52	56880	3,624	31390,73	177,17
2	60	-118	56814	3,642	31199,3	176,63
3	90	-210	56722	3,653	31169,99	176,55
4	120	-336	56932	3,642	31264,14	176,82
5	150	-497	56771	3,642	31330,57	177
6	180	-610	56658	3,585	31608,3	177,8
7	210	-455	56813	3,624	31363,75	177,1
8	240	-136	57132	3,642	315298	177,56
9	270	22	57290	3,653	31366	177,1
10	300	103	57971	3,642	3150,52	177,49
11	330	-220	57048	3,624	31483,4	177,44
12	360	-307	56961	3,586	31768,5	178,24
13	30	-154	57114	3,624	32519,8	177,53
14	60	173	57441	3,642	31543,66	177,6
15	90	326	57594	3,653	31532,44	177,6
16	120	321	57589	3,642	31624,93	177,83
17	150	322	57590	3,624	31782,56	178,27
18	180	305	57573	3,585	32110,8	177,21
19	210	251	57519	3,624	3210,8	178,2
20	240	193	57461	3,642	31145,5	177,1
21	270	140	57408	3,653	31043,4	172,5
22	300	90	57358	3,642	31113,1	176,3
23	330	47	57315	3,624	31802,0	178,4
24	360	0	57268	3,586	31402	178,22

Литература

1. Методические указания к выполнению курсового проекта по курсу Теория механизмов и машин.

Структурное и кинематическое исследование плоско рычажного механизма. Часть I. Издание пятое Омск 1983 - 20 с.

2. Методические указания к выполнению курсового проекта по курсу Теория механизмов и машин.

Кинематическое исследование плоского рычажного механизма. ЧастьII. Издание пятое. Омск 1985 - 28с.

3. Методические указания к выполнению курсового проекта по курсу Теория механизмов и машин. Проектирование и исследование сложной зубчатой передачи. Издание четвёртое. Омск 1982 - 44с.

4. Методические указания к выполнению курсового проекта по курсу Теория механизмов и машин. Исследование движения механизма и расчёт маховика. Часть IV. Издание шестое. Омск 1998 - 32с.

Страницы: 1, 2