- •Техническое задание
- •Введение
- •Структурный анализ механизма поршневого компрессора
- •Классификация кп:
- •Классификация звеньев механизма:
- •Кинематический анализ механизма поршневого компрессора кинематический анализ механизма графоаналитическим методом
- •Определение скоростей и ускорений точек и угловых скоростей звеньев механизма методом полюса.
- •Определение скоростей точек звеньев механизма методом мгновенного центра скоростей.
- •Определение параметров динамической модели
- •1. Приведенный момент инерции и его производная
- •2. Приведенный момент сил сопротивления
- •3. Определение приращения кинетической энергии механизма
- •4. Определение момента инерции маховика
- •5. Определение закона движения начального звена и момента инерции маховика по диаграмме виттенбауэра
- •6. Определение угловой скорости и углового ускорения начального звена механизма
- •Силовой анализ механизма
- •1. Определение сил (моментов) инерции
- •2. Силовой анализ структурной группы 2-3
- •3. Силовой анализ элементарного механизма и определение уравновешивающего момента
- •4. Определение уравновешивающего момента методом рычага жуковского
- •Список использованной литературы
- •Оглавление
2. Силовой анализ структурной группы 2-3
Рисуем схему механизма в заданном положении (рис. 9). Обозначаем на ней массы и моменты инерции звеньев механизма. Прикладываем к звеньям силы (моменты) инерции.
Рас. 9. Схема механизма для силового анализа
Прикладываем силы тяжести:
;
;
Сила давления сжатого воздуха в рассматриваемый момент времени равна Я = 0. Запишем уравнение равновесия для звена 3 (рис. 16):
, (50)
поэтому .
Рисуем отдельно структурную группу 2-3 (рис. 10). Прикладываем к внешним КП реакции связей.
Рис. 10. Силовой анализ структурной группы 2-3.
Так как структурная группа находится в равновесии, проводим кинетостатический анализ. Запишем условия равновесия:
(51)
где
Отсюда:
(52)
Складываем геометрически вектора из уравнения (52) и определяем неизвестные величины , и . (рис. 11). Так как и малы по сравнению с остальными силами, то ими можно пренебречь.
Рис. 11. Графическое определение неизвестных величин.
Масштабный коэффициент
Находим истинные значения:
Определяем реакцию в кинематической паре В. Для этого размыкаем КП В и действие звена 2 заменяем реакцией. Изображаем отдельно звено 3 (рис. 12). Записываем условие равновесия звена 3:
(53)
Рис. 12. Силовой анализ звена 3.
Так как сила мала по сравнению с остальными силами, то ею можно пренебречь. Строим план сил (рис. 13) и находим реакцию в паре В. Масштабный коэффициент:
Рис. 13. Определение реакции в паре В.
Истинное значение
3. Силовой анализ элементарного механизма и определение уравновешивающего момента
Рисуем элементарный механизм, прикладываем все известные силы и моменты, учитывая, что (рис. 14).
Рис. 14. Силовой анализ элементарного механизма.
Записываем условие равновесия для звена 1:
(54)
Подставив значения в (54), получим:
Находим реакцию в КП А. Для этого размыкаем ее со стойкой и заменяем реакцией. Записываем уравнение равновесия 1 -го звена:
(55)
Из-за относительной малости мы можем пренебречь величиной , получим, что . А по модулю N10 = N12 = 83331,5 (Н). Наносим полученное значение на чертеж (рис. 15).
4. Определение уравновешивающего момента методом рычага жуковского
Теорема Н. Е. Жуковского применяется при решении многих задач динамики машин. В частности, она используется для определения уравновешивающего момента (уравновешивающей силы), если нет необходимости в последовательном определении реакций в кинематических парах механизма.
Теорема Жуковского гласит: «Если силу, приложенную к какой-либо точке звена механизма, перенести параллельно самой себе в одноименную точку повернутого плана скоростей, то момент этой силы относительно полюса плана скоростей будет пропорционален ее мощности».
Определим уравновешивающий момент, используя данную теорему. Строим повернутый на 90° план скоростей механизма, к которому в соответствующих точках прикладываем заданные силы и силы инерции. Сохраняя их истинные направления (рис. 16). Масштабный коэффициент
Рис. 16. Рычаг И Е. Жуковского.
Моменты инерции Ми1 и Ми2 заменяем парами сил и соответственно, которые прикладываем перпендикулярно отрезкам OA и АВ в кинематических парах О, А и В. Модули этих сил определятся:
Все силы переносим в одноименную точку плана скоростей без изменения ее направления. Прикладываем уравновешивающий момент в виде пары сил ; .
Записываем уравнение моментов сил относительно полюса плана скоростей:
(56)
Так как на рычаге Жуковского силы показаны в истинном направлении, при составлении уравнения (79) их значения подставляем без учета знака.
Решив (76), найдем силу :
Зная величину Fy, найдем уравновешивающий момент :
Полученное число практически совпадает со значением, найденным в п. 3.