3.1.2. Силовой расчет кривошипа
В соответствии с заданием на курсовой проект привод механизма осуществляется через муфту.
На
кривошип действуют силы: тяжести
;
инерции
;
реакции
и
.
Уравновешивается эта система сил парой
сил с моментом Мур.
Н.
Для расчета сил инерции кривошипа заменяем его двумя точечными массами тА1 и тО1, расположенными в центрах шарниров А и О.
кг;
кг.
Силы инерции замещающих масс :
Н;
Точка О неподвижна, поэтому РиО1 = 0.
.
Схема нагружения кривошипа приведена на рис. 10, а.
а) б)
Рис. 10.
Под действием указанной на схеме нагружения системы сил кривошип находится в равновесии, следовательно
.
Нм.
Реакция определяется в ходе решения векторного уравнения
.
План сил, действующих на кривошип, приведен на рис. 10, б.
Масштабный коэффициент плана сил
Н/мм.
Величина реакции :
Н.
Результаты силового расчета методом планов для рассматриваемых положений механизма приведены в таблице 3.
Таблица 3
3.2. Определение уравновешивающего момента методом рычага н.Е. Жуковского
Рычаг Н.Е. Жуковского - повернутый на 900 план скоростей, нагруженный внешними силами, действующими на звенья механизма, силами инерции, уравновешивающими силами Рур. Для 5-го положения механизма рычаг Н.Е. Жуковского приведен на рис. 11. Под действием указанных сил рычаг в равновесии, т.е. сумма моментов сил относительно точки рυ его закрепления равна нулю.
Рис. 11. Схема нагружения рычага Н.Е. Жуковского.
.
Нм.
Расхождение результатов, полученных разными методами:
в 5-м положении механизма
в 4-м положении механизма
.
4. Статическое уравновешивание механизма
Цель статического уравновешивания механизма - уменьшение его переменного силового воздействия на фундамент .
Задача статического уравновешивания - определение параметров противовесов (масс противовесов и радиусов их установки).
На практике наиболее часто выполняется неполное статическое уравновешивание кривошипно-ползунного механизма, при котором на кривошип устанавливается один противовес массой тП на расстоянии lOD от оси О вращения (рис. 12).
Рис. 12. Схема установки противовесов
Для выбора параметров противовеса воспользуемся методом замещающих точечных масс.
Звено 1 заменим массами тА1 и тО1, звено 2 - массами тА2 и тВ2. Масса тО1 неподвижна и не оказывает дополнительного переменного воздействия на корпус. Подвижные массы тА1 и тА2 уравновешиваются противовесом тП. Параметры противовеса должны удовлетворять условию
.
При lOD равном 0,038 м
.
Заключение
Проведен структурный анализ механизма. Определена подвижность механизма, количество кинематических пар и подвижных звеньев, построена структурная схема механизма.
Методом планов и методом кинематических диаграмм выполнен кинематический расчет механизма. Методом планов определены скорости звеньев и точек звеньев 12 положений механизма, расчет линейных и угловых ускорений произведен для двух положений рабочего хода.
Расхождение результатов расчета ускорений ползуна, полученных разными методами, составило 4,4% и 0,3 %.
В ходе выполнения силового расчета определены реакции в кинематических парах и уравновешивающий момент. Величина последнего определялась методом планов и методом рычага Н.Е. Жуковского. Расхождение результатов расчета можно считать достоверными т.к. относительная погрешность значения меньше 10%, а именно составляет 1,47% и 0,11% соответственно для 5 и 4 положений.
Определены параметры противовеса, обеспечивающего неполное статическое уравновешивание исследуемого механизма.