- •Теория механизмов и машин
- •Введение
- •Библиографический список
- •1. Задания на курсовой проект Задание 1. Брикетировочная машина
- •Задание 2. Горизонтально-ковочная машина с вертикальным разъемом матриц
- •Задание 3. Литьевая машина
- •3.3. Построение циклограмм
- •3.4. Расчет схемы редуктора
- •3.4.1. Определение передаточного отношения редуктора
- •3.4.2. Условия, используемые при подборе чисел зубьев
- •3.4.3. Подбор чисел зубьев
- •Расчет делительных диаметров и построение схемы редуктора
- •3.5. Кинематическое исследование кпм
- •3.5.1. Определение размеров звеньев кпм
- •3.5.2. Аналитический метод определения кинематических
- •3.5.3. Графический метод определения аналогов скоростей
- •Полученное из плана аналогов скоростей значение сравнивается с расчетным.
- •3.6. Динамическое исследование машины в установившемся режиме
- •3.6.1. Приведение масс и моментов инерции звеньев
- •Для всех заданий условие (11) принимает вид
- •3.6.2. Приведение силы полезного сопротивления и сил тяжести
- •3.6.3. Определение приведенного момента сил движущих
- •Приравняв правые части выражений (24) и (25), получим
- •3.6.4. Определение закона движения кривошипа в установившемся режиме
- •Выражение (32) представим в виде
- •Выражения (36), (37) позволяют представить уравнение (35) в виде
- •3.6.5. Определение динамических нагрузок в редукторе
- •3.7. Силовой расчет кпм
- •3.7.1. Определение ускорений
- •Ускорение изобразим вектором , величина которого равна . Этот вектор параллелен и направлен к точке .
- •Направление получим, помещая вектор в точку на плане механизма и наблюдая, в какую сторону этот вектор вращает отрезок вс.
- •3.7.2. Определение сил и моментов сил инерции звеньев механизма
- •Значения главных векторов сил инерции второго и третьего звеньев соответственно равны
- •Значения главных моменты сил инерции первого и второго звеньев относительно их центров масс соответственно равны
- •3.7.3. Проверка условия статической определимости
- •3.7.4. Определение реакций в кинематических парах
- •Соответственно определяются величины других отрезков:
- •Для определения составим уравнение равновесия
- •4. Оформление курсового проекта
- •4.1. Расчетно-пояснительная записка
- •4.2.Графическая часть проекта
- •5. Защита проекта
- •Приложение 1
- •Р ис. 11. Динамический анализ
- •Р ис. 15. Силовой расчет кпм
- •Образец оформления титульного листа
- •Содержание
- •Приложения 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Выражение (32) представим в виде
.
(33)
Поскольку
и амплитудные значения
также значительно
меньше , то в левой части уравнения (33) можно пренебречь четвертым,
пятым и шестым слагаемыми. Тогда это уравнение примет вид
.
(34)
Из
(34) получим выражение для
:
,
(35)
где
.
(36)
Полученное выражение определяет основные источники возмущений, вызывающих отклонение угловой скорости кривошипа от начального значения в установившемся режиме.
Во-первых,
суммарная работа
всех сил, приведенных к кривошипу,
внутри цикла движения (
0;
360)
не равна нулю. Это определяется,
прежде всего, явной зависимостью
приведенного момента
от положения механизма.
Во-вторых,
наличие в исполнительном механизме
звеньев (шатун, ползун), связанных со
звеном приведения переменными
передаточными функциями скорости,
приводит к появлению переменной
составляющей
приведенного момента инерции.
Эти
причины вызывают появление переменной
составляющей кинетической энергии
внутри цикла движения.
Уменьшить можно путем увеличения постоянной составляющей приведенного момента инерции . Это достигается установкой на одном из валов машины добавочной детали, называемой маховым колесом или маховиком.
Необходимость установки маховика определяется уровнем требований к величине отклонений скорости от начального (среднего) значения. Эти требования задаются, как правило, в безразмерном виде с помощью коэффициента
неравномерности вращения
,
(37)
где
,
– соответственно максимальное и
минимальное отклонения угловой
скорости кривошипа;
– средняя угловая скорость.
Выражения (36), (37) позволяют представить уравнение (35) в виде
.
(38)
Допускаемые
значения
коэффициента неравномерности вращения
малы (
0,1). Поэтому можно принять
.
Тогда из (38) для заданного значения
можно определить требуемое значение
:
,
(39)
где
,
,
- соответственно наибольшее, наименьшее
значения и размах колебаний переменной
составляющей кинетической энергии.
Для
расчета
необходимо предварительно найти
максимальное и минимальное значения
функции
,
определяемой уравнением (36).
Для
расчета
можно
использовать выражение (30). Но поскольку
график работы
уже построен (рис. 11, б),
то целесообразно продолжить графическое
решение. Построим график работы
приведенного момента сил движущих.
Поскольку
,
то график
– прямая, соединяющая точки 1
и 12
на графике
.
Вычитая для ранее принятых значений углов из ординат графика соответствующие ординаты графика , получаем значения , которые заносим в таблицу.
Используя выполненные ранее по формуле (17) расчеты , находим значения
,
а
затем в соответствии с формулой (36) и
значения
.
Результаты расчетов сводим в таблицу
и строим на листе 3 чертежей график
.
Пусть, например, этот график имеет
вид, изображенный на рис. 13. Определив
,
находим по формуле (39) значение
.
При расчете принять
,
равным заданному значению угловой
скорости
кривошипа.
Полученное
значение
необходимо сравнить со значением
,
рассчитанным по формуле (16).
Если
,
то нет необходимости в установке
маховика.
Если
,
то необходим маховик, момент инерции
которого равен
.
(40)
Из
выражения (35) следует, что изменение
пропорционально изменению кинетической
энергии
,
так как
величина постоянная. В связи с этим
построенный график
может являться и графиком
отклонения угловой скорости от
начального значения (рис. 13). Масштабный
коэффициент графика
равен
,
,
(41)
где
– масштабный коэффициент графика
,
Дж/мм.
Если
маховик не понадобился, то в (41)
.
Для всех ранее принятых значений по графику следует определить отклонения скорости и скорость кривошипа
, (42)
где
– соответствующие ординаты графика
.
Расчеты скорости, выполненные по (42), свести в таблицу.
