5.3 Расчет сил инерции.

Имея ускорения, находим силы инерции:

где - момент инерции относительно оси вращения О связанных между собой кривошипа ОА и и зубчатого колеса Z₅.

6. Определение реакций в кинематических парах.

Прикладываем силы инерции и моменты сил инерции к соответствующим звеньям противоположно ускорениям центров масс и угловым ускорениям этих звеньев. Кроме того, в центрах масс прикладываем силы тяжести звеньев:

К рабочему органу прикладываем силу полезного сопротивления, которая в соответствии с графиком нагрузок в данном положении составляет F_пс=1264Н. К кривошипу прикладываем “уравновешивающую силу” – действующую на колесо Z₅ со стороны колеса Z₄ по линии зацепления зубьев колес под углом 70 к линии их межосевого расстояния.

Для определения реакций в кинематических парах, разбиваем передаточный механизм на структурные группы. Отделяем от механизма два последних звена 4 и 5, а действие отброшенных звеньев заменяем реакциями.

Рассмотрим группу 4-5: на звено 5 со стороны стойки 0 действует реакция Р_0-5 , а на звено 4 – реакция со стороны кулисы. Для определения величины и направления неизвестных реакций воспользуемся аналитическим методом:

Решая систему получаем:

Далее рассмотрим группу 2-3, дополнительно нагружаем силой Р₄₃=-Р₃₄ , реакциями Р₀₃ и Р₁₂, затем составляем уравнение равновесия для каждого из звеньев в форме моментов относительно центра шарнира В. Из этих уравнений:

Далее строим план сил:

из плана находим:

Далее рассматриваем Кривошип ОА вместе с зубчатым колесом Z₅ и соединяющих их с валом (n=1, p₁=1, p₂=1 по формуле Чебышева получаем W=0). Прикладываем к данной группе необходимые (известные и неизвестные) усилия, составляем уравнение моментов относительно центра О вращения вала кривошипа:

Из построенного плана находим: Р₀₁=160.729Н

7. Определение мгновенного к.П.Д.

Мгновенный К.П.Д. рассмотренного механизма находим по формуле:

, где - мгновенная в данном положении мощность сил трения в кинематических парах. где n=7.

Предположим, что вращательные пары выполнены как цилиндр в цилиндре с радиусом сопрягаемой поверхности r_ц=0,03м, а материалы трущихся поверхностей выбраны таким образом, что коэффициент трения f = 0.15(сталь по стали при отсутствии смазки).

Такое значение коэффициента предполагаем в поступательных кинематических парах.

Тогда мгновенные мощности во вращательных парах кинематических парах можно определить как: , а в поступательных: , где - номера звеньев образующих кинематическую пару;

- реакция между этими звеньями;

- относительная угловая скорость звеньев;

- относительная скорость звеньев;

С учетом всего этого:

Т.о. искомый К.П.Д.:

т.е после уточнения окончательно получим К.П.Д. поршневого компрессора =74.5% Интенсивность износ кинематических пар оценивается по мощности сил трения.

8. Краткие выводы и результаты.

Выполнено первое приближение проекта поршневого компрессора, получены

ориентировочные технико-экономические показатели, которые подлежат защите. Эти показатели сводятся к следующим:

1. Производительность 42 м³/ч

2. Давление 0,4 МПа

3. Ход поршня 0,19 м

4. Ориентировочная масса станка 106.028 кг.