Графики хода ,скорости, ускорения и перемещения ползуна в зависимости от угла поворота кривошипа приведены на рисунках 4.1 ,4.2 , 4.3 .
2.2 Аналитический метод расчета .
При определении кинематических параметров наиболее удобен аналитический метод. Суть этого метода состоит в расчете основных параметров кривошипного механизма , а именно шага ползуна ,скорости и ускорения кривошипа , по исходным данным механизма . Исходные данные для аналитического расчета приведены ниже.
Исходные данные для кинематического расчета :
Радиус кривошипа R = 77 мм;
Длина шатуна L = 360 мм;
Частота вращения n = 90 об/мин;
Были использованы следующие расчетные выражения :
-характерная
величина кривошипного механизма ;
Величина хода ползуна “S”:
;
Скорость движения ползуна “V”:
;
Ускорение ползуна “a” :
;
Характерная величина кривошипного механизма составляет :
=0.214 ;
Величина
угловой скорости
была
определена из следующего соотношения
:
И составляет :
;
После подстановки в расчетные схемы исходных данных , характерной величины кривошипного механизма , угловой скорости кривошипа и расчетного значения угла α с интервалом в 30 ° были получены следующие аналитические зависимости для S,V,a относительно угла поворота кривошипа . Данные зависимости приведены в таблице 4 .
Таблица 4 : Аналитические значения хода ,скорости, ускорения и перемещения ползуна в зависимости от угла поворота кривошипа .
Угол,° |
S |
V |
W |
мм |
мм/c |
мм/c2 |
|
0 |
0 |
0 |
83,471 |
30 |
12,375 |
43,122 |
66,904 |
60 |
44,676 |
69,756 |
27,028 |
90 |
85,235 |
72,765 |
-14,708 |
120 |
121,676 |
56,277 |
-41,735 |
150 |
145,743 |
29,643 |
-52,197 |
180 |
154 |
0 |
-54,055 |
210 |
145,743 |
-29,643 |
-52,197 |
240 |
121,676 |
-56,277 |
-41,735 |
270 |
85,235 |
-72,765 |
-14,707 |
300 |
44,676 |
-69,756 |
27,028 |
330 |
12,375 |
-43,122 |
66,904 |
360 |
0 |
0 |
83,471 |
Графики хода ,скорости, ускорения и перемещения ползуна в зависимости от угла поворота кривошипа приведены на рисунках 5.1 ,5.2 , 5.3 .
2.3 Сравнение полученных аналитическим и экспериментальным методами зависимостей .
Для более наглядного сравнения графики хода ,скорости, ускорения и перемещения ползуна в зависимости от угла поворота кривошипа, полученные экспериментально и аналитически , были выполнены на одной координатной плоскости , и приведены на рисунках 6.1 , 6.2 , 6.3 .
Характер изменения перемещения следующий : перемещение ползуна возрастает с 0 до максимального значения по достижению кривошипом угла в 180 градусов , после чего значение перемещения монотонно падает . Аналитически полученные значения перемещения несколько меньше значений хода полученных экспериментально .
Скорость кривошипа достигает своего максимального значения при угле поворота кривошипа в 90 градусов , монотонно убывает до 180 градусов , после чего меняет знак и убывает достигая максимального отрицательного значения при угле поворота в 270 градусов , затем монотонно возрастае до 0 градусов . Значения полученные экспериментально почти не отличаются от аналитических значений скорости кривошипа . Значения полученные аналитически имеют те же значения скорости что и экспериментальные но при несколько меньшем угле поворота α.
Ускорение имеет наибольшее значение при начале движения кривошипа и начинает монотонно убывать достигая максимального отрицательного значения в 180 градусах , после чего снова монотонно возрастает . Графики полученные аналитически и экспериментально имеют существенный разброс . Максимальное экспериментальное значение значительно ниже максимального отрицательного экспериментального значения .
Графики позволяют сделать вывод о том ,что экспериментальная зависимость избранная для аппроксимации вполне удовлетворяет расчету значений скорости кривошипа , но не удовлетворяют расчету ускорения при высоких требованиях к точности расчета .