3.3 Силовой расчет ведущего звена.
Вычерчиваем
отдельно в масштабе длин
начальное звено и в соответствующих
точках прикладываем действующие силы:
в точке А реакции
и уравновешиваем силу
перпендикулярно к звену ОА.
Векторное уравнение равновесия начального звена имеет вид:
Величину уравновешивающей силы определяем из уравнения моментов всех
сил относительно точки О.
Всё
уравнение делим на
и выражаем неизвестную величину
=
=
=
В
масштабе
строим план сил начального звена из
которого определяем реакцию
в шарнире О. Величина реакции:
Из точки параллельно силе откладываем отрезок
откладываем отрезок
Соединив
точку
с точкой а на плане сил, получим вектор
,
изображающий собой искомую реакцию
величина которой
3.4 Определение мгновенного механического коэффициента полезного действия механизма.
Мгновенный механический коэффициент полезного действия механизма определим для расчетного положения 2.
Считаем,
что радиусы цапф шарниров заданы
,
коэффициенты трения в шарнирах и
направляющих ползунов также заданы и
равны соответственно
.
Предположим, что все непроизводственные сопротивления в механизме сводятся к сопротивлению трения. Реакции в кинематических парах для данного положения механизма определены силовым расчетом и равны:
Для определения мощностей, расходуемых на трение в различных кинематических парах, необходимо найти относительные угловые скорости в шарнирах и относительные скорости в поступательных парах.
Относительная
угловая скорость
звена1 относительно стойки 0 равна
заданной скорости
,
так как вал вращается в неподвижном
подшипнике. Для определения относительных
угловых скоростей в остальных шарнирах
используем данные кинематические
исследования механизма. Величина
относительной угловой скорости равна
сумме величин угловых скоростей звеньев
в случае угловых скоростей разного
направления, в случае угловых скоростей
одного направления величина относительной
угловой скорости определяется вычитанием
меньшей величины из большей.
Мощности, затрачиваемые на трение в кинематических парах в данный момент времени равны:
;
;
;
;
Общая мощность сил трения
Мощность движущих сил в данный момент времени:
Мгновенный коэффициент полезного действия механизма:
4.Исследование движения механизма и определение момента инерции маховика.
Так как внутри цикла установившегося движения машины не наблюдается равенства работы движущих сил и работы сил сопротивления и постоянства
Приведенного
момента инерции механизма , то угловая
скорость
ведущего звена оказывается переменной.
Величина колебаний этой скорости
оценивается коэффициентом неравномерности
хода.
=
(4.1)
где
максимальная угловая скорость:
минимальная
угловая скорость:
среднее
значение угловой скорости.
Колебание скорости ведущего звена механизма должны регулироваться в заранее заданных пределах. Это регулирование выполняется соответствующим подбором масс звеньев механизма. Массы звеньев механизма должны подбираться так, чтобы они могли накапливать (аккумулировать) все приращения кинетической энергии при превышении работы движущих сил над работой сил сопротивления и отдавать кинетическую энергию , когда работа сил сопротивления будет превышать работу движущих сил.
Роль
аккумулятора кинетической энергии
механизма обычно выполняет маховик.
Поэтому в нашу задачу входит подобрать
массу маховика такой, чтобы данный
механизм мог осуществлять работу с
заданным коэффициентом неравномерности
движения
.
Для расчета маховика воспользуемся методом энергомасс. По этому методу момент инерции маховика определяется по диаграмме энергомасс, характеризующей зависимость приращения кинетической энергии механизма
От приведенного момента инерции маховика.
Так как приращение кинетической энергии равно разности работы движущих сил и работы сил сопротивлений, то для построения этой диаграммы необходимо построить вначале диаграммы приведенных
моментов сопротивлений и движущих сил.