Определение мощности, теряемой на тормозном механизме
,
где
-
угловая скорость кривошипа;
- тормозной момент.
Коэффициент полезного действия
,
где - номинальная мощность двигателя (в Ваттах).
Для нашего механизма в приведённый момент сил сопротивления добавляем 20 Н•м, учитывая, что в уравнение момента сил сопротивления добавляем со знаком “-”. Обновим график. Рисунок 7. 44.
Рисунок 7. 44
График переместился вверх. Условие знакопостоянства соблюдается. Проведём расчёт мощности и кпд. Рис. 7. 45.
Рисунок 7. 45
Таким образом, мы получили мощность, теряемую на тормозном механизме меньше, чем мощность на двигателе. Тормозное устройство потребляет 23,8% коэффициента полезного действия.
8. Вывод.
В ходе курсовой работы, мы рассмотрели два механизма. На основании одинаковых критериев качества кинематической схемы (Н и Kv) мы сравнили новые функциональные возможности (K1, K2 и габариты). На основании сравнительной таблицы выбрали более технологичный механизм.
При дальнейшем рассмотрении механизма, мы убедились в присутствии внешней и внутренней вибрации.
Для борьбы с внешней вибрацией мы использовали противовесы при уравновешивании первой гармоники. Для этого мы заменяли эллиптическую гармонику суммой двух круговых гармоник. Этот метод борьбы с внешней виброактивности способствовал увеличению массы всего механизма в 55%. Таким образом, данный метод устранения внешней виброактивности не целесообразен.
На основании номинального момента, мы выбрали необходимый двигатель и проверили на все условия.
При динамическом исследовании машинного агрегата был получен закон движения входного звена исполнительного механизма (q(t)) с учётом динамических свойств приведённого двигателя, движущего момента (Q(t)) и динамической нагрузки в приводе (Mп(t)). Была проведена оценка неравномерности вращения входного звена и проверка перекладки зазоров в приводе.
Последний пункт был нарушен. Для борьбы с перекладкой зазоров мы установили маховик с приведённым моментом инерции (J=2,3 м2). Это привело к увеличению массы на 42 кг, при самой массе механизма в 33 кг. Данный способ не целесообразен.
Другим способом является установка тормозного устройства с приведённым моментом сил сопротивления, равным 25 Н•м. Это приводит к потери в 29,75% коэффициента полезного действия.
Анализируя все способы борьбы с внешней и внутренней виброактивностью, самым целесообразным способом является установка тормозного устройства.
В итоге мы получаем полностью рабочий машинный агрегат с частичным устранением виброактивности. Все расчёты были проведены в программе MathCad.
9. Приложение
10. Литература
1. Евграфов А.Н. Расчет и проектирование механизмов и машин с помощью ЭВМ: Учеб. пособие/СПбГТУ. СПб., 1992. 80 с.
2. Кожевников С.Н., Есипенко Я.И., Раскин Я.М. Механизмы. М.: Машиностроение, 1965. 1060 с.
3. Коловский М.З. Теория механизмов и машин. Текст лекций / СПбГТУ. СПб., 1993-1995. 276 с.
4. Коловский М.З. Динамика машин. Л.: Машиностроение, 1989. 264 с.
5. Крайнев А.Ф. Словарь-справочник по механизмам. М.: Машиностроение, 1987. 560 с.
6. Курсовое проектирование по теории механизмов и машин: Метод. указания/ Сост. Евграфов А.Н, Лебедев В.И., Семенов Ю.А., Семенова Н.С., Слоущ А.В., Терешин В.А./ ЛПИ, Л., 1988. 60 с.
7. Механика машин: Учеб. пособие для втузов/ Вульфсон И.И., Коловский М.З., Семенов Ю.А., Слоущ А.В. и др.; под ред. Смирнова Г.А./ М.: Высш. шк., 1996. 511 с.
8. Пейсах Э.Е., Нестеров В.А. Система проектирования плоских рычажных механизмов. М.: Машиностроение, 1988. 232 с.
9. Структурный и геометрический анализ механизмов: Метод. указания к практическим занятиям / Сост. Ю.А. Семенов, Н.С. Семенова / СПбГТУ. СПб., 1994. 44 с.
10. Семенов Ю.А., Семенова Н.С. Теория машин и механизмов. Кинематический и точностной анализ механизмов: Учеб. Пособие / СПбГТУ. СПб., 1996. 92 с.
11. Kolovsky M.Z., Evgrafov A.N., Semenov Yu.A., Slousch A.V. Advanced Theory of Mechanisms and Machines. Springer – Verlag Berlin Heidelberg New York, 2000, 394 p.