Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Тайнов А.И. Работа заданных сил в машинах учеб. пособие для студентов вузов

.pdf
Скачиваний:
12
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
3.85 Mб
Скачать

т

нрл

(96)

 

где т —приведенная масса всех подвижных звеньев механизма

в нулевом положении, отнесенная к точке Л кривошипа; VА —линейная скорость точки А кривошипа.

Значения кинетических энергий для остальных положений звеньев механизма определятся из обычного выражения:

Е.. = Еп

(97)

Для рассматриваемого здесь случая, соответственно, имеем:

— Е0

+ А

— АП

 

 

П С ,

 

 

(98)

Еи = Еа

+

АМ1пС11

E* = E0

+ A X 9 t - A M u

По этим данным, задаваясь масштабом р, , на рис. 55 строим диаграмму кинетической энергии механизма, рассматриваемого

Гис. 55

здесь строгального станка по металлу. Масштабы по оси абсцисс этой диаграммы по сравнению с предыдущими диаграммами этого же механизма оставлены без изменения.

В заключение отметим, что материалы, полученные здесь в ре­ зультате построения ряда диаграмм разного рода, как и во всех предыдущих случаях, могут быть использованы при решении мно­ гих задач динамики данной машины. Решение этих задач непо­ средственно здесь не приводится.

60

i i . ОБРАБОТКА ДИАГРАММ СИЛ ПОЛЕЗНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ ИНЕРЦИОННОГО ТРАНСПОРТЕРА, ПРЕДНАЗНАЧЕННОГО ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ШТУЧНЫХ ГРУЗОВ

В практике для перемещения штучных грузов часто приме­ няются так называемые инерционные транспортеры. На таких транспортерах перемещение груза в определенном направлении осуществляется только за счет сил инерции, развиваемых самими штучными грузами. С этой целью подвижным звеньям механизма придается такое движение, при котором платформа транспортера вместе с лежащими па ней штучными грузами, при движении от «мертвого» положения в направлении перемещения груза, посте­ пенно наращивает скорость и на участке вблизи другого «мертво­ го» положения резко меняет направление движения на 180°. И в этот период под действием сил инерции штучный груз переме­ щается на платформе транспортера в заданном направлении.

На рис. 56 дана схема механизма, осуществляющего указан­ ное здесь . движение платформы транспортера, представляющей

Рис. 56

одно целое со звеном 5. Механизм состоит из стойки (звено О), ве­ дущего кривошипного звена 1, тяги 2,. ведомого кривошипа 3, ша­ туна 4 и ползушки 5. Причем, ползушка располагается аксиально относительно оси вращения ведомого кривошипа. Оси вращения кривошипных звеньев находятся в плоскости, расположенной под углом 45° к плоскости аксиала ползушки. Исходными для кинема­ тического исследования такого механизма, соответственно, яв­ ляются кинематические размеры всех его звеньев и число оборотов я-1 ведущего кривошипного звена. Отметим только, что в данном случае кинематические размеры отдельных звеньев механизма удовлетворяют условиям:

2

/1 = /2 = /3 ; /4 = 3,5/i; 'оси — " j j - ^ 1 "

Задаемся условием, что при установившемся движении веду­ щее кривошипное звено 1 на протяжении всего цикла работы вра-

&1.

щаётся с

постоянной

угловой скоростью — toi = const.

Исходя ИЗ

этого условия, производим разметку

траекторий точек /1, в и С ме­

ханизма.

При этом

одновременно

определяются

и положения

звеньев механизма. За нулевое положение звеньев механизма при­ нимаем такое, когда ведомый кривошип 3 и шатун 4, складываясь в гармошку, сливаются в одну линию в плоскости чертежа. Исходя Из этого положения указанных звеньев, находим нулевые положе­ ния и остальных подвижных звеньев механизма. После чего снаЧала производим разметку траектории точки А ведущего кривоши­

па через

каждые

30° его поворота, а затем

разметку

траекторий

точек В

II С механизма. В результате получим все двенадцать по­

ложений

звеньев

механизма при условии

равномерного

вращения

его ведущего звена. На рис. 56 показаны все эти положения, одно из которых очерчено на плане контурными линиями, а все осталь­ ные •— тонкими линиями.

В процессе работы транспортера при установившемся движе­ нии силами полезного сопротивления являются силы трения в на­ правляющих платформы. В кратковременные же моменты переме­ щения штучных грузов вдоль платформы к ним прибавятся и силы трения грузов о платформу. Обозначим через G,,., —вес платформы транспортера и через G,. вес штучных грузов, одновременно на­ ходящихся на платформе. Тогда силы полезного сопротивления в

рассматриваемой здесь машине,

соответственно,

будут:

 

 

 

а) при перемещении платформы вместе с грузом

 

 

 

 

Л ; , = Л

( G n , - G . ) ,

 

 

 

 

 

(100)

б) в моменты проскальзывания штучных грузов вдоль плат­

формы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P"nc-fi(Gn,^-

 

G,.) +

f2Gr,

 

 

 

 

(101)

где / i — коэффициент трения

в

направляющих

платформы;

 

 

 

/г— коэффициент трения

на поверхности

платформы.

 

 

 

 

 

По данным,

вычисленным

 

 

согласно

уравнениям

 

(100)

 

 

и (101), на рис. 57 построена

 

 

диаграмма

Р

п с — Р

п

с

{t) с

 

 

п о л е з н ы х

 

сопротивлений

 

 

инерционного

транспортера.

 

 

Масштаб

р

р

по оси

 

орди­

 

 

нат

диаграммы здесь

также

 

 

выбран

произвольно,

а

мас­

 

 

штабы [А, и (л?

по оси

абс­

 

 

цисс — определяются,

 

соот­

 

 

ветственно,

по

формулам

(4)

 

 

и

(5)

в

зависимости

от

па-

Р И С 57

 

раметров

п

х и

L .

 

 

 

62

Далее, исходя из уравнении:

' М | , с . = Рт, г-тт-'-- [кГм],

(102)

находим значения приведенных моментов сил полезных сопротив­ лений для .каждого из положений звеньев механизма. Соответствен­ но, имеем:

М= Р г

 

Ml'J

ПСЦ

у

 

 

 

(103)

 

/VI

>

3

 

 

МО,

,•

 

 

 

1/,

 

П С , ,

П С „

у

 

 

 

А

где

/• — длина кривошипа 1 в

м;

Vc

— линейная скорость точки С механизма для различных

 

положений его звеньев;

V ,

—линейная скорость точки А механизма.

По

данным, полученным

согласно уравнениям (103), в обыч­

ном порядке строим диаграмму приведенных моментов сил полез­ ных сопротивлений механизма. На рис. 58 показана диаграмма

Рис. 58

М„сMc(t). Масштабы диаграммы, соответственно, суть р,Л ( по оси ординат и ц,, или ^ — по оси абсцисс.

Затем, одним из известных нам приемов, определяем площади на отдельных участках диаграммы Мпс. Пусть эти площади, соот-

63

ветственно, будут 5, и S2. Тогда среднее значение ординаты bfoli диаграммы определится из выражений;

 

ПС

i

l

l

(.10-1)

Н абсолютное значение

этого

момента

составит:

 

пс 1

.11 пс

' м

S t

-I- S , [кТм].

(Ю5)

Условимся теперь, что приток движущих сил в период устано­ вившегося движения, н течение всего цикла работы, является по­ стоянным по величине. Откуда, в свою очередь следует, что при этих условиях будет иметь место следующее равенство

:Л*с р

= 1 аЛ| -

[кГм|.

 

(106)

пс

1

 

 

 

Это означает, что при заданных здесь условиях работы

значение

приведенного момента движущих сил равно среднему

значению

такого же момента сил полезных

сопротивлении. На рис. 58 по­

строена диаграмма М л в = M l t ( t )

в заданных масштабах

цЛ (

и \ i t

или ц ? .

И М, построенных указанным

 

На основе диаграмм УИп с

здесь

способом, по методу графического

интегрирования могут

быть по­

лучены диаграммы работ инерционного транспортера.

На рИс. 59 дано построение диаграмм работ рассматриваемого

//' 12'

Рис. 59

здесь инерционного транспортера. Из чертежа видно, что диаграм­

ма Лп с

получается при последовательном

проведении

прямых ли­

ний на

каждом из участков диаграммы,

параллельно

соответст-

64

вующйм'лучам, начиная 413

точки О начала координат. Диаграмма

A1U имеет строго линейный

характер закономерности и получается

путем

проведения

из точки О начала координат наклонной под уг­

лом а

к оси абсцисс. При таком построении

масштаб р. ., диаграм­

мы по оси ординат

определится из обычного

уравнения:

 

 

!хл = !Ал/ !\-Н [кГм/мм].

(107)

Масштабы п., и \х. диагрампо оси абсцисс оставлены без изме­

нения.

После этого определяем значение Е0 кинетической энергии ме­

ханизма при нулевом положении

его

звеньев.

Имеем:

£ о = ' %

„ ^

[кГм],

(108)

где w —приведенная масса всех подвижных звеньев механизма,

в нулевом положении, отнесенная к точке А ведущего кривошипа.

Значения кинетической энергии механизма для остальных по­ ложений его звеньев находим из выражения:

Е.

J0 I А.

А„

(109)

Соответственно, имеем:

Е^Е0 + АдП1 А

п

= Е0 -\- А

(ПО)

 

 

Еи = Ео

+

 

 

'12

Е0

+

 

 

 

 

По данным,

вычисленным

 

согласно этим

выражениям,

в обычном порядке

строим

диаграмму

кинетической

 

энергии

механизма

инерци­

 

онного

транспортера.

Диа­

 

грамма

эта, построенная

со­

 

ответственно

в масштабах

pt и

э ,

приведена

на

рис. 60.

Построенные таким обра­ зом диаграммы разного ви­ да достаточно полно харак­ теризуют условия работы механизма инерционного

5-977

Апя_-А А„а_~Апс,,

4 S б

7 8 9 10 11

L

 

Рис.

60

65

транспортера. Поэтому на осноёе использования некоторых данных, вытекающих из этих диаграмм, могут быть непосредствен­ но решены отдельные задачи динамики рассматриваемой здесь ма­ шины. В частности, они могут быть использованы при определении действительных значений коэффициентов периодической неравно­ мерности машины, расчете маховых масс, удовлетворяющих задан­ ным значениям неравномерности хода и т. д. Но решение всех этих задач не входит в программу данной работы. Поэтому вопро­ сы эти здесь не рассматриваются.

12. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ГРАФО-РАСЧЕТНЫХ РАБОТ

Из приведенного

выше анализа видно, что в процессе

обра­

ботки индикаторных

диаграмм и диаграмм сил полезных

сопро­

тивлений выясняются

многие вопросы, связанные с условиями ра­

боты машины при установившемся движении. Как мы видели, в про­ цессе обработки этих диаграмм устанавливаются закономерности

изменения значений приведенных моментов и работ движущих

сил

и сил

полезных сопротивлений, значений кинетической энергии

ма­

шины

и некоторых других силовых параметров на протяжении

все­

го цикла работы при установившемся движении. Эти закономерно­ сти позволяют достаточно подробно осветить многие вопросы си­ лового напряженного состояния машины в процессе работы.

Из анализа также следует, что для разных видов и типов ма­

шин, в зависимости от характера

рабочего процесса,

происходяще­

го в них, приходится подходить к

учету исходных

составляющих

сил по-разному. Поэтому, как мы видели, предварительно необходи­ мо самым тщательным образом ознакомиться с условиями работы каждой конкретной машины. Однако, задача эта не такая простая, как может показаться на первый взгляд. Дело в том, что для пра­ вильного учета исходных сил требуется знание технологии произ­ водства, режимов работы машин и некоторых других вопросов, связанных с практикой эксплуатации данной конкретной машины.

Из сказанного следует, что вопросы правильного учета исход­ ных силовых факторов для разных типов машин являются доста­ точно сложными и трудно осваиваются студентами. Поэтому для

закрепления

полученных знаний по вопросам работы заданных сил

в машинах,

студентам машиностроительных и механических

спе­

циальностей, высших учебных заведений обычно выдаются

специ­

альные задания по обработке индикаторных диаграмм, или

диа­

грамм сил полезных сопротивлений. Задания эти выдаются либо в виде специальных графо-расчетных работ, либо в качестве отдель­

ных разделов курсовых проектов по теории механизмов и

машин.

В качестве приложения к данной работе

приводятся

задания

на изучение и исследование условий силового

напряженного

со­

стояния машин разных видов и типов. Задания

эти рассчитаны

на

индивидуальное решение задачи построения и

обработки

всех .ос-

66

новных видов силовых диаграмм.Строятся й анализируются: диа­ граммы движущих сил и сил полезных сопротивлений; диаграммы приведенных моментов движущих сил и сил полезных сопротивле­ ний; диаграммы работ движущих сил и сил полезных сопротивлений; диаграммы изменения кинетической энергии.

Задания выполняются на листе формата а2. На чертежах сохраняются все линии построения. Контурными линиями показы­ ваются очертания отдельных деталей машины, одно положение звеньев механизма привода, кривые всех основных видов диаграмм. По возможности диаграммы размещаются на чертеже одна под другой в порядке последовательности их построения.

Выполнение задания сопровождается составлением пояснитель­ ной записки. В записке дается краткое изложение работы, приво­ дятся все необходимые формулы и расчеты.

Надписи на чертеже выполняются только стандартным (нор­ мальным) шрифтом. Штамп располагается в- правом нижнем углу листа.

ЛИ Т Е Р А Т У Р А

1.Теория механизмов и машин. Программа, методические указания. «Выс­ шая школа», 1969.

2.Теория механизмов и машин. Сборник контрольных работ и курсовых проектов. Минск, 1970.

3.Теория механизмов и машин. Курсовое проектирование. Расчет машинно­ го агрегата. М., 1959.

4.Руководство к выполнению домашних расчетно-графических работ по

теории механизмов и машин. Л.,

1961.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

" 5.

Руководство по курсовому проектированию для студентов механических

специальностей. Расчет машинного агрегата. Л.,

1962.

 

 

 

 

 

6.

Курсовое

проектирование по теории механизмов и машин. Л.,

1966.

 

7.

Курсовой

проект

по

теории механизмов

и машин. Свердловск,

1967.

 

8. Методические указания к курсовому проекту по теории механизмов и ма­

шин. Саратов, 1966.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.

Краткие методические указания и задания на курсовые проекты по

тео­

рии механизмов и машин. «Высшая школа»,

1964.

 

 

 

 

 

 

10.

А п т о в и ль

А. М., Я в о р с к а я

А. Р. Руководство к выполнению

кур­

сового

проекта по теории механизмов и машин. М.,

1966.

 

 

 

 

 

П.

Д а в ы д о в

Я. С. Движение

механизмов

под действием

сил.

«Транс­

порт»,

1966.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12.

К о с т р ы к н н

М. И., В е л и ч к о

Л. М. Методические

указания

и

про­

ектные задания

по теории механизмов

и машин. Курск, 1970.

 

 

 

 

 

13.

П о п о в

Д. А., В ы с о ц к и й

М. Н. Задачи

теории механизмов и

машин

в расчетах танков и задания для

выполнения расчетных графических

работ,

1959.

14.

Ш р а е р

А. Б. Методическое пособие для выполнения курсового проекта

по курсу «Теория и проектирование механизмов», 1961.

 

 

 

 

 

15. Ко р е и я ко

А. С,

Кр ем ен ш т е й н

Л. И. и др. Курсовое

проектиро­

вание

по теории

механизмов и машин. Изд. «Машиностроение»,

1964.

 

 

 

16.

Б е з в е с е л ь н ы й

Е. С. Сборник

задач

и заданий по теории

механизмов

и машин. Изд. ХГУ,

1958.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17. Б е з в е с е л ь н ы й

Е. С. Атлас по

теории

механизмов

и

машин.

Изд.

ХГУ,

1954.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18. К л и г м а н И. Н.,

Л а б е ц к и й Л. И.,

3 б р и ц к и й В. Л.

Сборник

рас­

четно-графических заданий по технической механике. Изд. Киевского университе­ та, 1964.

5*

Ш. Ю д и н

В. А. Проектирование

кинематических схем

мех^йЬзмов.

 

Йзд.

^Искусство», 1963.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20.

А р т о б о л е в с к и й

С.

И. Курсовое

проектирование

по теории

меха­

низмов

и машин. Изд. «Советская наука»,

1955.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21.

К о л ь м а и - И в а п о в Э. Э. Атлас

и краткие

указания

к курсовому

про­

ектированию по теории механизмов и машин. МИХМ,

1947.

 

 

 

 

 

 

 

22.

К. о с т ю к

Д.

И.,

 

Г о л д а е в а

О.

И.,

Я к о в л е в

10.

Б.

Руководство

к курсовому проектированию по теории механизмов

и машин.

Изд. ХГУ,

 

1959.

23.

В е й ц

В. Л. Динамика

машинных

агрегатов.

«Машиностроение»,

1969.

24.

В е й ц В. Л. Динамические расчеты

приводов

машин. «Машиностроение»,

1971.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25.

Д а в ы д о в Б. Л., С к о р о д у м о в

Б. А. Статика

и динамика

машин в

типичных режимах

эксплуатации. Машиностроение,

1967.

 

 

 

 

 

 

 

26.

Б р е м е р

Г. И.

Учебное

пособие

по теории

и расчету

дробильных

ма­

шин. М.,

1970.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

27.

В о л к о в и и с к ни

В. А. н др.

Мельницы-вентиляторы. «.Энергия»,

 

1971.

28.

Л е в е н с о н

Л.

Б.,

Ци г е л ь с кип

П.

М.

Дробильно-сортировочные

машины

 

и установки

для

переработки

каменных

материалов,

1952.

 

 

 

 

29.

Д у р н о в

П. И.

Насосы

и компрессорные машины. Машгпз,

1960.

 

30.

3 и а м е и с к н й

Г. М.

Насосы,

 

компрессоры,

вешпляторы.

Гостехиздат

Украины,

1951.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

31.

К и с е л е в

В. II. Насосы,

компрессоры

и

вентиляторы.

Метал.чургиздат,

1961.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

32.

Г р и г о р ь е в

С. Н.,

Щ е т и и и п

Н. В. Тепловые

двигатели

и

компрес­

соры. Трансжелдориздат,

1959.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

33.

Ф р е н к е л ь

М. И. Поршневые

компрессоры. Теория,

конструкции

и

ос­

новы проектирования. «Машиностроение»,

1969.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

З А Д А Н И Я НА ГРАФО - РАСЧЕТНЫЕ

Р А Б О Т Ы

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ