1.Проектирование основного механизма и определение закона движения машинного агрегата.

1. Определение размеров механизма.

Проектирование кривошипно-ползунного механизма ведется по средней скорости поршня (ползуна).

Дано:

средняя скорость поршня

частота вращения вала кривошипа

отношение длины шатуна к длине кривошипа

отношение расстояния от точки А до центра тяжести шатуна к длине шатуна

Решение:

l_OA = V_Bср/4 n₁ = 0,5/(4∙1,73) ≈ 0,07м ;

l_AB = 4.5∙l_OA = 4.5∙0.07= 0.325м ;

l_AS2 = 0.3∙l_AB = 0.3∙0.325 = 0.098м.

Кинематическая схема механизма изображается на чертеже в положении, заданном в техническом задании, т.е. вертикально. Выбираем масштаб изображения.

Задается длина кривошипа OA = 43.05мм, тогда ход поршня H = 86.1мм.

Длина шатуна на чертеже определяется из пропорции AB = λ∙OA, мм.

AB=4.5∙43.05= 193.7мм.

Масштаб изображения кинематической схемы

В масштабе μ_s вычерчивается схема механизма.

1.2. Определение требуемых передаточных функций скоростей.

Используя программу «mathcad» были получены данные и построены графики.

1.3. Построение графиков приведенных моментов инерции II группы звеньев и графика их суммы.

В механизме насоса во II группу звеньев входят звено 3 - поршень и звено 2 - шатун. Графики переменных приведенных моментов инерции II группы звеньев механизма определяем по формулам:

Где

Jprj2, Jprm2 – приведённые моменты инерции второго звена при

вращательном и поступательном движениях соответственно.

Jprm3 – риведённый момент инерции третьего звена.

Jprll – приведённый суммарный момент инерции.

Расчёты и построение графиков выполнены в программе «mathcad».

1.4. Построение графика кинетической энергии второй группы звеньев.

График кинетической энергии второй группы звеньев определяем по формуле:

1.5. Построение графиков приведенных моментов и графика суммарного приведенного момента.

Графики определяем по формулам:

Приведённый момент движущих сил:

Работа сил сопротивления за цикл:

Приведённый суммарный момент:

1.6. Построение графика суммарной работы.

Суммарная работа сил сопротивления равна работе

.

1.7. Построение графика изменения кинетической энергии первой группы звеньев механизма.

Кинетическая энергия первой группы звеньев:

1.8. Определение необходимого момента инерции первой группы звеньев.

Необходимый момент инерции маховых масс определяем по формуле:

;

Максимальное изменение за период цикла:

1.9.Определение угловой скорости

1.10.Определение углового ускорения

2.Cиловой расчет основного механизма.

2.1. Исходные данные.

Силовой расчет механизма проводится для одного положения, задаваемого числовым значением угловой координаты начального звена ,

Сила, действующая на поршень в этом положении, ,

угловая скорость угловое ускорение .

Данные, необходимые для расчетов:

G₂ = 35 H, G₃ = 48 H;

I_S2 = 0.075 кг∙м², I1_пр = 24.113 кг∙м².

2.2. Определение скоростей точек механизма.

На листе вычерчивается схема механизма. Выбирается масштаб построения

Группа звеньв 2-3:

Скорость точки A определяется по формуле

Звено 2 совершает плоское движение, поэтому v_B раскладывается на составляющие v_А и v_BA:

Строится план скоростей.

Примем масштаб

Тогда

Точку находят на векторе по соотношению as₂ = 0.3ab (из условия )

Из построений определяется

ab = 70.102 мм

pb = 48.266 мм

ps₂ =64.753 мм