книги из ГПНТБ / Тайнов А.И. Регулирование периодической неравномерности хода машин (расчет маховых масс) (учебное пособие по спец. 0639)
.pdfвсех случаях наиболее целесообразно устанавливать его на самом быстроходном валу.
Но в машинных агрегатах, работающих в тяжелых динамических условиях, имеет большое значение защита деталей от инерцион ных перегрузок и разрушении. Неправильное расположение махо
вика в схеме машины может вызвать появление больших динами ческих нагрузок в звеньях передаточных механизмов и резко со кратить срок их службы. Поэтому в целях уменьшения динамичес ких нагрузок, передаваемых на привод и сокращающих срок его службы, рекомендуется маховик устанавливать ближе к источнику неравномерности движения.
Для уяснения этого вопроса рассмотрим схемы машинных аг регатов, приведенных на рис. 21. Из схемы (рис. 21, а) видно, что
|
I--------------- 1 |
ТтокорньЯ} | |
т |
i |
|
Редакт ор w |
|
|
|
|
|
- S |
i |
|
мочоЬих |
|
|
а)
ЫОстроJBuictmtJb
$)
в системе такого машинного агрегата неравномерное вращение имеет коленчатый вал двигателя внутреннего сгорания. Следова тельно, в данном случае динамические нагрузки на редуктор будут передаваться со стороны ДВС. Поэтому маховик здесь целесооб разно устанавливать на вал двигателя. Причем, вал двигателя
61
является в этом случае и самым быстроходным. Поэтому и габари ты махового колеса получатся наименьшими.
В системе другого машинного агрегата (рис. 21,6), где проис ходит передача движения от электродвигателя на механический пресс, при значительном редуцировании скорости, источником ко лебания скорости, а. следовательно, и неравномерности хода, яв ляется рабочая машина — механический пресс. Следовательно, именно со стороны этой машины в данном случае будет нагружать ся редуктор динамическими нагрузками. Поэтому в таком машин ном агрегате лучше всего расположить маховик на приводном валу рабочей машины, хотя он и является тихоходным. Поэтому габа риты махового колеса получаются здесь не самые наименьшие, но зато увеличится срок службы всего привода.
При установке маховика не на валу приведения необходимо учитывать жесткость промежуточной кинематической цени, т. е. це пи привода. При малой жесткости цепи в приводе могут возник нуть такие большие упругие колебания, что маховик не сможет вы полнить своего назначения.
16. Геометрия маховика
Определив момент инерции маховика I м с учетом его установ ки в схеме машинного агрегата, можно приступить к определению
его геометрических и |
конструктивных параметров. Для маховика |
||
такими |
параметрами, |
соответственно, |
являются: диаметр махови |
к а — D |
в м, вес маховика— GM в кГ, |
ширина маховика — b в м, |
|
толщина обода — h в м и некоторые другие.
В современной машиностроительной практике маховики обычно изготовляются в виде сплошного диска (рис. 22, а) или в виде ко леса со спицами (рис. 22,6).
Для маховика, выполненного в виде сплошного диска, зависи мость между моментом инерции и основньши его геометрическими
параметрами выражается известной формулой: |
|
|
||
|
gm d* |
r.D*6y |
|
|
м' |
|
~ЩГ 1000 [кГ - м ■сек2] |
, |
(1.74) |
где \— удельный вес материала маховика; |
|
|
||
g — ускорение силы тяжести, g = 9,81 м/сек2. |
|
м а х о в ы м |
||
Отметим здесь, |
что произведение G V)D2 называется |
|||
м о м е н т о м или характеристикой маховика. Такая |
характеристи |
|||
ка часто используется для определения динамических и регулиру ющих свойств' маховика в ряде отраслей науки, например, в' элек тротехнике. .
Если обозначим теперь через
b
(1-75)
D ’
$2
то диаметр дискового маховика, при значениях (5 = 0,3 и у = (7,03-1- -г-7,17) кГ/см3, определится из выражения:
D* V 4 6 rW' |
<176>' |
В случае изготовления маховика в виде колеса со спицами (рис. 22,6), весом сптщ и ступицы обычно пренебрегают, но зато
. Рис. 22
в качестве расчетного диаметра принимают диаметр внешней по верхности обода, а не средний диаметр обода маховика. При этом считают, что пренебрежение моментом инерции спиц и ступицы компенсируется несколько преувеличенным значением I при
внешнем диаметре маховика.
Зависимость между моментом инерции и основными геометри ческими параметрами маховика, изготовленного в виде колеса со
спицами, определяется по формуле: |
|
|
||
„ |
G WD2 |
nbhLP-t |
, „ |
(1.77) |
1м = - |
= |
- i ~ 1 0 0 0 |
[кГ-м-сек2[, |
|
где h толщина обода. Приняв
; —— И h = Ю,
D
диаметр обода маховика определится из выражения:
D |
5/ |
м " _ |
(1.78) |
||
/ |
1 0 0 0 -7 3 |
$ ’ |
|||
|
|
||||
63
При значениях: (3 = 6,3, | = 0,15 и у — (7,03-7-7,17) |
Г/см3, форму |
ла (1.78) приводится к виду: |
|
[м]. |
(1.79) |
В заключение отметим, что для предотвращения возможности разрыва обода маховика под действием центробежных сил инер ции, необходимо проверить его на прочность, исходя из условия максимально допускаемого значения окружной скорости на ободе маховика. Соответственно, имеем:
D < -6-°-^ Р - ; |
(1.80) |
где Гдоп — максимально допускаемое значение окружной |
скоро |
сти на ободе маховика; |
|
п — число оборотов вала маховика в минуту. |
|
Допускаемые значения окружных скоростей на ободе маховика обычно принимают:
для |
чугунных |
маховиков . . . . |
V'J0n = |
30-7- 45 |
мсек, |
для |
стальных |
маховиков . . . . |
VДШ1 = |
5 0 -ь 100 |
м сек. |
для |
хромонпкелевых маховиков . |
. Кдпп =--- |
100 150 |
м сек. |
|
Не рекомендуется принимать диаметр маховика D больше 20 г, где г — радиус кривошипа.
|
|
|
|
|
|
ЛИТЕРАТУРА ПО ТЕМЕ |
|
|
|
|
|||||
1. |
А р т о б о л е в с к и й |
|
И. |
И. Теория механизмов. Изд. |
«Наука», М., |
1967. |
|||||||||
2. |
Б а р а н о в |
Г. |
Г. |
|
Курс |
теории механизмов и машин. Машгиз, М., |
1967. |
||||||||
3. |
В е р б о в с к и й |
Г. |
Г. |
Теория |
механизмов и машин. Харьков, 1968. |
|
|||||||||
4. |
Ж у к о в с к и й |
II. |
Е. |
Теория |
регулирования |
хода |
машин. Л., 1933. |
|
|||||||
5. |
З и н о в ь е в |
В. |
А. |
К'-рс теории механизмов |
и машин. Физматгиз, М., |
||||||||||
1972. |
3 |
и н о в ь е в В. А. |
и |
Б е с с о н о в А. II. |
Основы |
динамики машинных |
|||||||||
6. |
|||||||||||||||
агрегатов. Машгиз, М., 1964. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
7. |
И в а н о в А. П. |
Прикладная механика. Сельхозгиз, М.—Л., 1934. |
|
||||||||||||
8. |
К е т о н X. |
Ф., |
Ко л ч и н II. |
И. Теория механизмов |
и машин. Машгиз, |
||||||||||
М .-Л ., 1939. |
|
|
С. |
II. |
Теория механизмов |
и машин. |
«Машиностроение», |
||||||||
9. |
К о ж е в н и к о в |
||||||||||||||
М„ 1969. |
К о л ч и и Н .И. |
|
Механика .машин. Т. 2, Машгиз, |
М.—Л., 1952. |
|
||||||||||
10. |
|
Суд- |
|||||||||||||
11. |
К о н ч и н |
И. |
И. |
|
и |
М о в и и и М. С.. Теория механизмов и машин. |
|||||||||
нромгнз, М.. 1962. |
|
А. |
|
С. |
|
и |
К р е н е н in т е й и |
Л. И. |
Теория механизмов и |
||||||
12. |
К о ре н я к, о |
|
|
||||||||||||
.машин. Гостехиздат УССР, Киев, 1952. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
■13. Курсовое проектирование по теории механизмов и машин, под редакци |
|||||||||||||||
ей А. С. Кореняко. Изд. «Высшая школа», Киев, 1970. |
|
|
|
|
|||||||||||
14. |
Л е в е нс о и Л. |
|
Б. |
|
Теория механизмов и машин. .Машгиз, М., 1954. |
||||||||||
15. М а р г о л и н |
Ш. |
Ф. |
Теория |
механизмов и машин. |
Изд. «Высшая |
шко |
|||||||||
ла», Минск, 1968. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
64
16. |
М а р т е н с |
Л. |
К. |
Динамика поршневых машин. ОНТИ, М., 1932. |
17. |
М а ш к о в |
А. |
Л. |
Теория механизмов и машин. Изд. «Высшая школа», |
Минск, |
1971. |
|
|
|
18.М е р ц а л о в Н. И. Динамика машин. М., 4916.
19.Н и к о л а и Е. 71. Регулирование машин.Л., 1930.
20. Р е р и х К. Э. Теория регулирования машин, ч. 1 и 11, Петроград, 1916.
21.Р у з с к и й Д. П. Общая теория машин. Л., 1924.
22.С м и р н о в Л. П. Кинетика механизмов и машин. М., 1926.
23. Т ай н о в |
А. И. |
и |
Т и м о ш к и н |
Л. |
А. Работа заданных сил в маши |
нах. Изд. Ярославского политехнического института, Ярославль, 1973. |
|||||
24. Т у р б и н |
Б. И. |
и |
К а р л и н В. |
Д. |
Теория механизмов и .машин. Изд. |
«Высшая школа», |
1967. |
|
|
|
|
25.Теория механизмов, под редакцией В. А. Гавриленко. Изд. «Высшая школа». М., 1973.
26.Ш т е й н в о л ь ф Л. И. Динамические расчеты машин и механизмов.
Машгиз, М., К., >1961.
2/. Ю д и н В. А. |
и П е т р ок ас Л. В. Теория механизмов и машин. Изд. |
«Высшая школа», AL, |
1967. |
5 - 5 7 0
З А Д А Н И Я
НА ГРАФО-РАСЧЕТНЫЕ
Р А Б О Т Ы
ЗАДАНИЕ |
Регулирование периодической |
неравномерности |
л и с т |
6 |
хода машин |
|
1 |
Рис. 1. Механизм двигателя внутреннего сгорания
Таблица 1
№ |
G, |
а2 |
Gs |
|
Ч |
lBS2 |
С, |
вариантов |
|
|
|
|
|||
|
|
Вес в кГ |
|
КГ •N• сек2 |
мм |
|
|
1 |
23,0 |
23,5 |
28,0 |
0,0635 |
0,0380 |
100 |
1/90 |
2 |
25,0 |
23,0 |
30,0 |
0,0767 |
0,0425 |
п о |
1'100 |
3 |
30,0 |
26,5 |
34,0 |
0,1470 |
0,0690 |
114 |
1/'95 |
4 |
17,0 |
14,5 |
21,0 |
0,0208 |
0,0105 |
68 |
1/100 |
5 |
19,0 |
17,0 |
24,0 |
0,0273 |
0,0207 |
78 |
1 '80 |
6 |
17,0 |
16,0 |
22,0 |
0,0208 |
0,0166 |
82 |
1/100 |
7 |
20,0 |
18,0 |
25,0 |
0,0382 |
0,0263 |
97 |
1 '85 |
8 |
22,0 |
20,0 |
27,0 |
0.0480 |
0,0324 |
100 |
1'90 |
9 |
27,0 |
24,0 |
31,0 |
0,1010 |
0,0592 |
125 |
1/100 |
10 |
15,0 |
12,0 |
20,0 |
0,0154 |
0,0078 |
65 |
1/90 |
69
ЗАДАНИЕ |
Регулирование периодической неравномерности |
л и с т |
6 |
хода машин |
2 |
Рис, 2. Механизм дизеля.
Таблица 2
Я |
|
■Z |
|
|
Д' |
jT |
|
У, |
■С |
Л |
'JZ Со |
У |
|
|
Я |
|
|
|
|
|
|
||||||||
С5 |
|
|
|
|
‘-5 |
|
|
|||||||
* а |
|
|
|
|
.Моменты инерции звеньев в кГ м-сек2 |
Размер >1 |
н мм |
|
|
|||||
%£ |
Вес звеньев в кГ |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
0.0016 0,0075 0.0026 |
|
|
|
|
||
1 |
20 20 10 |
5,8 |
13,3'8,4 |
6 |
0,0084 |
0,1250 |
288 200 20o!l8o! 1 |
80 |
||||||
2 |
16 16 |
9 4,7 |
10,7:6,7 |
4 |
0,0067 |
0,1000 |
0,0013 |
0,0060 |
0.0020 |
230 160 160 120 |
1 |
lo; |
||
3 |
22 22 12 6,4 |
14,7 9,6 |
Т |
0,0092 0,1370 |
0,0018 |
0,0083 |
0,0029 |
318 220 220 200 |
1 |
75 |
||||
4 |
15 15 15 |
4,4 |
10,06,2 |
8 |
0,0062 |
0.0940 |
0,0012 |
0,0056 |
0,0019 |
21C 150 150 130 1 |
ПК |
|||
5 |
21 21 |
8 |
6,2 |
14,08,7 |
Э 0,0087 0,1310 0,0017 0,0079 |
0,0026 300 210 210 19U! 1 85 |
||||||||
6 |
14 14 16 |
4,1 |
9,4i5,8 |
9 |
0,0058 |
0,0875 |
0,0012 |
0,0053 |
0,0017 |
200 140 140 120 |
|
10i |
||
7 |
23 23 10 |
6,7 15,39,6 |
/ |
0,0096 |
0,1440 |
0,0019 0,0086 |
0,0028 |
330 230 230 2104 |
«О |
|||||
8 |
13 13 18 |
3,81 8,7 5,4 |
10 |
0,0054 |
0,0810 0,0011 0,0049 |
0,0016 |
187 130 130 1103 |
10 |
||||||
9 |
22 21 13 |
6,1114,0 9,0 |
/ |
0,0093 0,1330 |
0,0017 |
0,0080 |
0,0027 |
310 2101210 200 1 95 |
||||||
10 |
12 12 14 3,5j |
8 ,0 5 ,0 |
8 |
0,0050 0,0750 0,0010 0,0045 |
0,0015 173 1201120 100 1 |
ПН |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
|
|
70
ЗАДАНИЕ |
Регулирование периодической |
неравномерности |
л и с т |
6 |
- хода машин |
|
3 |
Рис. 3. Механизм двигателя внутреннего.сгорания
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 3 |
||
|
{-п |
G* |
O s |
g 4 |
G s |
|
|
• / „ |
|
l B S , |
l D S , |
l E S t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Л . |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
" |
|
|
|
|
|
|
|
|
В и с л в е н ь ^ в |
в ч Г |
|
.Моменты инерции вкГ-м-сек2 |
Р а з м е р ы |
в м м |
|
|
|||||
1 |
10,0 |
4,5 |
4.0 |
6,0 |
8,0 |
|
|
1 |
1 |
125 |
60 |
100 |
1 ТОО |
|
ОДОЮ 0,0024|0,0018 0,0094 |
||||||||||||||
2 |
15,0 |
6,7 |
6,0 |
9,0 |
8.0 |
0,0015 |
0,003610,0027 0,0141 |
185 |
90 |
150 |
1 |
80 |
||
3 |
11,0 |
4,9 |
4,4 |
6,5 |
8,0 |
0,0011 0,0025 |
0.0019 0,0100 |
135 |
65 |
105 |
1 |
100 |
||
4 |
15,8 |
7,1 |
6,4 |
9,5 |
8,0 |
0,0015 |
0.0035,0,0029 0,0149 |
198 |
95 |
160 |
1 85 |
|||
5 |
11,7 |
5,2 |
4,7 |
7,0 |
8,0 |
0,0012 |
0,0027(0,0021 |
0,0100 |
145 |
70 |
120 |
1 100 |
||
Г) |
16,6 |
/ ,6 |
6.6 |
10,0 |
8,0 |
0,0016 |
0.0040 |
0,0030 0,0156 |
210 |
100 |
200 |
1 |
90 |
|
7 |
12,5 |
0,1 |
5,0 |
' . ,0 |
8,0 |
0,0013 |
0,0030 |
0,0023 0.0118; |
160 |
75 |
130 |
1 |
100 |
|
S |
17.5 |
7,9 |
7.0 |
10.5 |
8,0 |
0.0018 |
0,0037(0,0031 0.0165: |
220 |
105 |
215 |
1.95 |
|||
9 |
13,3 |
6,0 |
5,4 |
8,0 |
8,0 |
0.0013 |
0,0032 |
0,0024 0,0125; |
117 |
80 |
130 |
1 '80 |
||
10 |
14,0 |
6,4 |
4,7 |
8,5 |
8,0 |
0,0014 |
0,0034 j0,0022 0,0133j |
177 |
85 |
140 |
1,100 |
|||
71
ЗАДАНИЕ |
Регулирование периодической |
неравномерности |
■ л и с т |
6 |
хода машин |
|
4 |
Рис. 4. Механизм V-образного двигателя
Т а б л и ц а 4
X |
О , |
0 , |
С , |
с 4 |
G , |
/ г . |
/ |
. / |
1 |
1 |
|
|
|
л |
|
|
|
|
|
|
•Si |
S 2 |
^ 4 |
R S . |
D S , |
|
-- |
* |
а |
|
Нес звеньев в к Г |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
инерции в кГ-м-сек- |
|
|
|
|
||||||
2 |
= |
|
|
- М о м е н т ы |
В ММ |
|
|
||||||
|
1 |
7,0 |
13,2 |
7,0 |
10,0 |
7,0 |
0,0050 |
0,0292 |
0,0162 |
112 |
102 |
1/80 |
|
|
2 |
6,0 |
10,8 |
7,0 |
9,0 |
7,0 |
0,0045 |
0,0193 |
0,0118 |
100 |
92 |
1 100 |
|
|
3 |
8,0 |
14,0 |
7,0 |
11.0 |
7,0 |
0.0055 |
0,0364 |
0,0216 |
120 |
112 |
1 85 |
|
|
4 |
6,5 |
12,5 |
7,0 |
9,5 |
7,0 |
0,0047 |
0,0248 |
0,0140 |
106 |
97 |
1 |
100 |
|
5 |
12,0 |
15,0 |
7,0 |
12,0 |
7,0 |
0,0060 |
0,0476 |
0.0234 |
135 |
122 |
1 90 |
|
|
6 |
6,0 |
10,8 |
7,0 |
8,5 |
7,0 |
0,0043 |
0,0162 |
0,0100' |
96 |
86,7 |
1 100 |
|
|
7 |
9,0 |
16,5 |
7,0 |
11,2 |
7,0 |
0,0056 |
0,0458 |
0,0214 |
125 |
114 |
1 95 |
|
|
8 |
5,5 |
9,5 |
7,0 |
8,0 |
7,0 |
0,0040 |
0,0135 |
0,0083 |
90 |
82 |
1 80 |
|
|
9 |
10,0 |
17,0 |
7,0 |
11,5 |
7,0 |
0,0057 |
0,0552 |
0,0246 |
136 |
117 |
1 |
100 |
1 0 |
7,5 |
14,5 |
7,0 |
10,5 |
7,0 |
0,0053 |
0,0358 |
0,0187 |
118 |
107 |
1/80 |
||
72