1.5. Построение планов ускорений механизма

Так как кривошип ОА вращается с постоянной скоростью , то точка А звена ОА будет иметь только нормальное ускорение величина которого равна

м/с².

Определяем масштаб плана ускорений.

(м/с²)/мм,

где мм – длина отрезка, изображающего на плане ускорений вектор нормального ускорения точки А кривошипа ОА.

Из произвольной точки - полюса плана ускорений проводим вектор параллельно звену ОА от точки А к точке О. Построение плана ускорений группы Асуры II класса 2-го вида (звенья 2,3) проводим согласно уравнению

,

где - ускорение точки B, направлено вдоль оси X;

- нормальное ускорение точки В шатуна АВ при вращении его вдоль точки А, направлено вдоль оси звена АВ от точки В₂ к точке А₂.

м/с².

Его масштабная величина, обозначим ее через , равна

мм.

- касательное ускорение точки В шатуна АВ при вращении его вокруг точки А (величина неизвестна) направлено перпендикулярно к оси звена АВ.

Из точки а вектора плана ускорений проводим прямую, параллельную оси звена ВА, и откладываем на ней в направлении от точки В₂ к точке А₂ отрезок мм. Через конец вектора проводим прямую, перпендикулярную к оси звена ВА произвольной длины. Из полюса проводим прямую, параллельную оси ОВ. Точка b пересечении этих прямых определит концы векторов и . Складывая векторы и , получаем полное ускорение звена АВ, для этого соединяем точки а и b прямой. Точку s₂ на плане ускорений находим по правилу подобия, пользуясь соотношением отрезков. Так как AS₂=0,3AB, то as₂=0.3ab=0,3·86=25.8 мм. Соединяем точку s₂ с полюсом .

Численные значения ускорений точек В, С, S₂ , а также касательное ускорение найдем по формулам:

м/с²;

м/с²;

м/с².

Определяем величину углового ускорения звена АВ:

рад/с².

Полученные значения сводим в таблицу 2

aA	aτBA	a2	aB	anBA	aS2
4320	7,47	4363	20199	777	2764

1.6 Годограф скорости центра масс s звена 2

Переносим все векторы ps₂ параллельно самим себе своими началами в одну точку p.

Соединяем концы векторов плавной кривой и получаем годограф скорости т.S₂.

2. СИЛОВОЙ РАСЧЕТ РЫЧАЖНОГО МЕХАНИЗМА.

Определяем внешние силы действующие на звенья механизма.

2.1. Сила тяжести звеньев

Н,

Н,

Н

Силы тяжести прикладываем в центре тяжести звена и направляем вертикально вниз.

2.2. Определение сил инерции звеньев

Н,

Н,

Н∙м

Силы инерции прикладываем в центре тяжести звена и направляем в сторону обратную ускорению этой точки.

Инерционный момент

M_U2 = -J_S2 * ε₂ = 0.025 * 20199 = 504 Hм

2.3. Определение сил давления газов на поршень

Диаметр поршня D₁=0,08 м

Определим силу действующую на поршень P_g^max=η_max(·π∙D²/4)=7085 Н

2.4. Силовой расчет звеньев 2 и 3.

Определяем величину реакции из суммы моментов всех сил, действующих на звено 2, :

Из этого уравнения определяем Н.

Реакции и определим построением силового многоугольника, решая векторное уравнение равновесия звеньев 2, 3:

.

8844/150 = 60

M_p = 60 Н/мм

_a = /M_p = 8781/60 = 146 мм

мм

мм

мм

мм

мм

Н

Н

Н

2.5. Силовой расчет входного звена 1

-P_y * OA + R_{2 1} * h₃ = 0

P_y = R_{1 2} = 15540 H

max/100 = 15540/100 = 155,4Н/мм160

мм

мм

мм

R₀₁ = 11360 H

3. РАСЧЕТ МАХОВИКА

3.1. Построение диаграмм приведенных моментов, работ и приращения кинетической энергии

1. Используя формулу , определим приведенный момент сил, давление газов для 12 положений

где - сила давления газов на пресс определяются таким же образом, как при силовом расчете; - скорость точки приложения силы ; рад/с – угловая скорость входного звена; - угол между векторами и . Угол равен 180° в положениях 0 и 6, в остальных случаях 0°.

По вычисленным значениям строим диаграмму в масштабе Н·м/мм.

2. Методом графического интегрирования строим диаграмму работ сил движущих. Для этого выбираем полюсное расстояние H=40 мм. Через середины интервалов 0-1, 1-2 …10-11 проводим перпендикуляры к оси абсцисс (штриховые линии). Точки пересечения этих перпендикуляров с диаграммой проецируем на ось ординат и соединяем найденные точки 1’, 2’ …10’,11’ с полюсом p. Из начала координат диаграммы проводим прямую, параллельную лучу p-1’, получаем точку 1’’. Из точки 1’’ проводим прямую 1’’-2’’, параллельную лучу p-2’…(10’’-11’’) || (p-11’). Масштаб диаграммы работ определяем по формуле

Н∙м/мм

где

рад/мм

3. Соединяя начало и конец диаграммы прямой линией получим диаграмму работ движения сил

4. Методом графического дифференцирования диаграммы строим диаграмму постоянного приведенного момента движущих сил

5. Для построения диаграммы приращения кинетической энергии механизма нужно алгебраически вычесть из ординат диаграммы ординаты диаграммы . Масштаб полученной диаграммы Дж/мм

Построение диаграммы кинетической энергии. Определение момента инерции маховика.

6. Определяем кинетическую энергию звеньев второй группы для всех положений механизма

Т = Т₂ + Т₃

где

По вычисленным значениям строим диаграмму в масштабе

В этом же масштабе на этих же осях перестраиваем диаграмму и будем обозначать ее

7. Строим диаграмму (7) показывающую изменение кинетической энергии звеньев первой группы. Для чего из ординат диаграммы алгебраически вычитаем ординаты графика

8. К последней диаграмме проводим две горизонтальные прямые, касающиеся точек с минимальными и максимальной ординатами. Полученный таким образом отрезок AB определяет максимальное значение кинетической энергии звеньев первой группы

Дж

9. Определяем момент инерции маховика

кг*м²

Результаты расчетов сводим в таблицу 3

№п/п	Нм	Мм	мм	мм	мм	ТII Дж	vv	vv
0	0	0	0	0	0	449,27	14,2	-14,2
1	816,1	120	1,3	0,2	1,1	443,35	14	-12,9
2	509,3	74,9	2,6	0,4	2,2	378,15	12	-9,8
3	340	50	3,6	0,5	3,1	331,77	10,5	-7,4
4	156,9	23	4,2	0,7	3,5	347,46	11	-7,5
5	27,1	3,9	4,5	0,8	3,7	406,08	12,8	-9,1
6	0	0	4,5	0,9	3,6	449,27	14,2	-10,6
7	-5,4	-0,7	4,4	1	3,4	406,08	12,8	-9,4
8	-20,9	-3,1	4,2	1,2	3	347,46	11	-8
9	-67,9	-9,2	3,9	1,4	2,5	331,77	10,5	-8
10	-193,8	-28,5	3,5	1,6	1,9	378,15	12	-10,1
11	-367,2	-54,1	2,7	1,8	0,9	443,35	14	-13,1
12	0	0	2	2	0	449,27	14,2	-14,2

10. Определение размеров и массы маховика.

м,

кг

м

d1 = 0.15 * D=0,15 * 0,296 = 0,044 м

d2 = 0.25 * D=0,25 * 0,296 = 0,074 м

bст = 1.5 * b=1,5 * 0,044 = 0,066 м

Масштаб 1:2