6. Динамический синтез машины

Определяем размеры и строим планы положений рычажного механизма.

По заданию:

Ход ползуна (поршня) Н = 0.105 м

Максимальный угол давления = 20 град

Центр масс шатуна в точке S₂ с координатой АS₂ =0,5 ^.АВ

Кривошип уравновешен.

Определяем размеры звеньев

Определяем длину кривошипа центрального кривошипно-ползунного механизма из условия обеспечения хода поршня

Определяем длину шатуна центрального кривошипно-ползунного механизма по заданному максимальному углу давления между шатуном 2 и ползуном 3 = 20 град

(этот угол между линией движения поршня и шатуном в положении, когда кривошип перпендикулярен направлению движения поршня)

м.

Положение точки центра масс на шатуне м.

Строим 8 положений механизма для кинематического анализа и динамического синтеза механизма.

Откладывая 0.001 м. длины звена в одном миллиметре чертежа ( _l = 0.001 м /мм.), размеры на чертеже изображаем в отрезках ОА =50,25 мм; АВ = 144 мм; АS₂ =72 мм

Положения кривошипа ОА равноотстоящие (через 45).

Строим крайние положения механизма, когда кривошип ОА и шатун АВ находятся на одной прямой. Нулевое положение соответствует началу движения поршня вниз (верхняя мертвая точка). Построения ведем методом засечек, разбив окружность радиуса ОА на восемь равных частей.

6.1. Расчет массы и моментов инерции подвижных звеньев.

По длине рычагов массы распределены равномерно с интенсивностью При этом центры масс рычагов располагаются по их серединам, массы определяются как

моменты инерции звеньев относительно их центров масс находятся как

а относительно оси вращения (для вращающихся звеньев) как

Зубчатые колеса – сплошные диски с шириной , зависящей от межосевого расстояния , как

где представляет собой коэффициент ширины зуба. Массы зубчатых колес определяем через делительные диаметры и межосевые расстояния а_w по формуле которая при плотности материала r = 7.8 ^, 10³ кг/м³ (сталь, чугун) и принятом y_а = 0.2 Моменты инерции колес относительно оси вращения определяем через их массу и делительный диаметр как для однородных дисков: J_sj =

Результаты расчетов заносим в таблицу.

Таблица 6.1.

Наименование звена	Обозн. звена	Длина рычага, диаметр колеса м	Масса кг.	Момент инерции кгм2
Рычаги: кривошип шатун	ОА АВ	0.05025 0.144	m1= 1.575 m2= 4.3272 m3= 12.9816	Js1=0.00275 JS2=0.0052
Зубчатые колеса	Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6	0.027 0.081 0.189 0.03 0.0255 0.03	mZ1=1.8 mZ2=16.0 mZ1=1.8 mZ1=1.8 mZ1=1.8 mZ1=1.8	JZk1=0.00000437 JZk2=0.00003551 JZk4=0.0001125 JZk5=0.00000179 JZk6=0.0001125
Поршень	Зв. 3		m3 =12.9816	JH =0.002465 Jk = 3.9454 Jt = 0.0192027
Водило	Н	0.11	mH = 1.63
Кулачок			mk = 136.0
Толкатель		h=0.051	mT=4.725

Оценку динамических характеристик прочих деталей компрессора производим следующим образом:

1. Массу поршня оцениваем приблизительно как

2. Массу водила H планетарной ступени редуктора находим с помощью формулы

где ширину водила принимаем равной толщине смонтированного в нем сателлита т.е.

С учетом этого

а момент инерции (как для сплошного диска)

3. Массу кулачка и момент инерции оцениваем по среднему его радиусу

и ширине , которую задаем как

В этом случае

а момент инерции

4. Массу толкателя определяем пропорционально ходу

Полученные в п.п. 1-4 данные также заносим в табл. 6.1 и используем при последующем динамическом синтезе машины.