8В
.pdf8 В
Исходные данные
Частота вращения кривошипа |
n = 100 (об/мин) |
||
Длина кривошипа 1 |
l1 |
= 0,05 (м) |
|
Длина шатуна 2 |
l2 |
= 0,408 (м) |
|
Длина коромысла 3 |
l3 |
= 0,15 (м) |
|
Длина шатуна 4 |
l4 |
= 0,2 (м) |
|
Расстояние между осями h1 |
h1 = 0,34 (м) |
||
Расстояние между осями h2 |
h2 = 0,16 (м) |
||
Положение центра масс шатуна |
lBS2 = 0,3 lBC |
||
Положение центра масс шатуна |
lCS4 = 0,5 lCD |
||
Масса шатуна 2 |
m2 = 14 (кг) |
||
Масса кулисы 4 |
m3 |
= 8 (кг) |
|
Масса ползуна 5 |
m5 |
= 24 (кг) |
|
Момент инерции шатуна 2 |
JS2 |
= 0,19 (кг м2) |
|
Момент инерции шатуна 4 |
JS4 |
= 0,05 (кг м2) |
|
Максимальная сила резания |
FМАХ = 7500 (H) |
||
Структурный анализ механизма
W = 3 n – 2 p1 – p2 = 3 5 – 2 7 – 0 = 15 – 14 = 1
n = 5 – число подвижных звеньев
p1 = 7 – число низших кинематических пар p2 = 0 – число высших кинематических пар
Механизм имеет одну степень свободы, значит, в нем должно быть одно начальное звено. За начальное звено принимаем кривошип 1.
Последовательность образования механизма по Ассуру: механизм образован последовательным присоединением к начальному звену 1 сначала группы звеньев 2-3 (двухповодковая группа Ассура 1 вида), а затем группы звеньев 4-5 (двухповодковая группа Ассура 4 вида).
Масштаб построения механизма l |
|
lAB |
|
0,05 |
0,002( |
м |
) |
AB |
|
|
|||||
|
|
25 |
|
мм |
|||
Определение скоростей и ускорений
Угловая скорость кривошипа
1 n 100 10,47(c 1) 30 30
Скорость точки B
VB = ω1 lAB = 10,47 0,05 = 0,52(м/с)
Масштабный коэффициент плана скоростей
|
V |
|
VB1 |
|
0,52 |
0,008( |
м/с |
) |
pb |
|
|
||||||
|
|
65 |
|
мм |
||||
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
Скорость точки C
VC VB VCB
VC VE VEС
Скорость точки D
VD VС VDС
2
Ускорение точки В1
aB = ω12 lAB = (10,47)2 0,05 = 5,5(м/с2)
Масштабный коэффициент плана ускорений
|
a |
|
a |
B1 |
|
5,5 |
0,088( |
м/с |
2 |
) |
b |
62,5 |
мм |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
Ускорение точки С
a |
|
|
a |
|
|
|
a |
nCB |
a |
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
C |
|
|
|
|
B |
|
|
|
|
|
|
|
|
CB |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
a |
|
a |
|
a |
n |
СE |
a |
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
C |
|
|
|
|
E |
|
|
|
СE |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
V2 |
|
|
|
|
|
|
|
an |
(cb)2 |
|
|
|
2V |
|
|
||||||||||||||
anCВ |
|
|
|
CВ |
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
CB |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
lCВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CB |
|
a |
CB L a |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
V2 |
|
|
|
|
|
|
|
an |
(ce)2 |
|
|
2V |
|
|
||||||||||||||
anCE |
|
|
CE |
|
|
|
|
|
n |
EC |
|
CE |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
l |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
CE |
|
|
|
L |
|
a |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
CE |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
Ускорение точки D
aD aC anDC atDC
anDC |
V2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
an |
|
|
(dc)2 |
|
|
|
2V |
|
|
|
||||||||||||||
|
DC |
|
|
|
|
|
|
|
|
DC |
DC |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
lDC |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
DC |
L a |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
Угловые скорости звеньев 2 и 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
2 |
|
VCB |
|
(cb) V |
|
|
|
|
4 |
|
VDC |
|
(dc) V |
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
lCB |
|
|
|
CB L |
|
|
|
|
|
|
lDC |
|
|
DC L |
|
|||||||||||||||||||||
Угловые ускорения звеньев 2 и 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
2 |
|
atCB |
|
|
t |
CB |
|
а |
|
|
|
|
|
4 |
|
|
atDC |
|
t |
DC |
|
а |
|
||||||||||||||
l |
|
|
|
|
|
CB |
|
|
|
|
|
|
l |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
CB |
|
|
|
|
L |
|
|
|
|
|
|
DC |
|
|
|
DC |
L |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
3
Расчет скоростей и ускорений
Рабочий ход
n |
|
482 |
|
|
|
|
|
0,0082 |
|
|
482 |
|
||||
CВ |
204 |
|
0,002 0,088 |
204 |
||||||||||||
n |
|
482 |
|
|
|
|
0,36 11(мм) |
|||||||||
|
|
|
||||||||||||||
СE |
75 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Холостой ход |
|
|
|
|||||||||||||
n |
|
792 |
|
|
|
0,36 11(мм) |
||||||||||
|
|
|
||||||||||||||
CВ |
204 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
n |
662 |
|
|
|
|
0,36 21(мм) |
||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|||||||||||||||
СE |
75 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Крайнее положение |
|
|
|
|||||||||||||
n |
|
652 |
|
0,36 7,5(мм) |
||||||||||||
|
||||||||||||||||
CВ |
204 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Силы тяжести звеньев
G2 = m2 g = 14 10 = 140 (Н)
G5 = m5 g = 24 10 = 240 (Н)
Силы инерции звеньев
0,36 4(мм)
472
nDС 100 0,36 8(мм)
nDС 572 0,36 12(мм) 100
nСE 0 |
nDС 0 |
Силовой расчет
G4 = m4 g = 8 10 = 80 (Н)
FИН2 = m2 aS2 = m2 (πs2) μa = 14 54 0,088 = 66 (Н)
FИН4 = m4 aS4 = m4 (πs4) μa = 8 31 0,088 = 22 (Н)
FИН5 = m5 aS5 = m5 (πd) μa = 24 33 0,088 = 70 (Н)
Момент силы инерции звеньев
MИН2 = JS2 E2 = 0,19 7,1 = 1,35 (Н м)
MИН4 = JS4 E4 = 0,05 27,5 = 0,8 (Н м)
4
|
2 |
|
33 0,088 |
|
7,1(с 2 ) |
|
4 |
|
36 0,088 |
|
16(с 2) |
|
204 0,002 |
100 0,002 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
С диаграммы сил |
|
|
|
|
|
|
Fрасч = 5500(Н) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
Масштаб плана сил |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
|
F |
|
5500 |
|
50( |
Н |
) |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
110 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
pb |
|
|
|
|
|
мм |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Силовой расчет структурной группы 4-5 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
Определяем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Уравнение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Звено |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Ft |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
43 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
,F50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4,5 |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
F43 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
hX1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
MD 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
F54 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
M |
D |
|
0 |
|
|
|
Ft |
DС FИН h G h MИН |
0 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
43 |
|
|
|
|
|
|
l |
4 |
|
|
2 |
|
|
l |
4 1 |
l |
4 |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
Ft |
FИН h |
L |
G |
h |
L |
MИН |
|
|
|
|
22 21 0,002 80 10 0,002 0,8 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4 |
2 |
|
4 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,62(H) |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
43 |
|
|
|
|
|
|
|
CD L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 0,002 |
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
ИН |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
F 0 |
|
|
|
F43n |
F43 F4 |
|
|
G4 F5ИН G5 F F50 0 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
При построении плана сил пренебрегаем силами |
Ft ,FИН |
из-за их малых |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
43 |
|
4 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
значений. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
ΣMD = 0 |
|
|
|
F50 hX1 μL = 0 |
|
|
|
|
|
|
=> hX1 = 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
0 |
|
|
|
|
|
ИН |
|
5 |
|
|
|
F 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
F |
|
|
|
|
|
G |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
F |
F |
F |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
54 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
С плана сил: |
|
|
F43 5200(Н) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F50 |
1100(Н) |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Силовой расчет структурной группы 2-3 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
Определяем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Уравнение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Звено |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Ft |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Ft |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
21 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
n |
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,3 |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
F30 |
,F21 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
5
MC 0 F30t CE 0 => F30t 0
M 0 |
|
Ft |
CB FИН h G h MИН 0 |
|||||||||||||
|
C |
|
21 |
|
|
l |
2 |
|
4 |
l |
2 3 |
l |
2 |
|
|
|
Ft |
|
G h |
L |
FИН |
h |
L |
MИН |
140 142 0,002 66 92 |
0,002 1,35 |
|||||||
|
2 3 |
2 |
4 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
130(H) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
21 |
|
|
|
BE L |
|
|
|
|
|
|
204 0,002 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
F 0 F30n F30t F32 F2ИН G2 F21t F21n 0
При построении плана сил пренебрегаем силами F21t ,G2,F2ИНиз-за их малых значений.
С плана сил: |
|
|
|
|
F30 4990(Н) |
F21 2050(Н) |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Силовой расчет начального звена |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Определяем |
|
|
|
|
|
|
|
Уравнение |
Звено |
|||||||
|
|
|
|
FУР |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M A 0 |
1 |
||
|
|
|
|
F10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
1 |
|
|
|
|
F |
|||||||||||||
1)ΣMA = 0 |
|
FУР AB μL – F12 h5 μL = 0 |
|
||||||||||||||
F |
|
F12 h5 |
|
2050 18 |
1476(Н) |
|
|||||||||||
AB |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
УР |
|
|
25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
2) |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
F12 FУР F10 0 |
|
||||||||||||||
F |
|
|
|||||||||||||||
С плана сил: |
|
|
|
|
F10 = 1400 (H) |
|
|||||||||||
Определение уравновешивающей силы с помощью рычага Жуковского
F |
|
|
|
M ИН |
|
|
|
1,35 |
|
3,3(Н) |
|
|
||||||
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
CB L |
204 0,002 |
|
|
|||||||||||||||
M 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
F |
|
|
|
M ИН |
|
|
|
|
|
0,8 |
|
4(Н) |
|
|
||||
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
100 0,002 |
|
|
|
||||||||||||
M 4 |
|
|
|
|
CD L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
M |
P |
F pb F |
2 |
h F |
h FИН h G h FИН h G h |
|||||||||||||
|
|
|
|
УР |
|
|
|
|
|
M |
1 |
|
M2 |
2 2 |
3 2 4 4 |
5 4 6 |
||
F |
|
|
h F |
|
|
h (F FИН |
G ) pd 0 |
|
||||||||||
М4 |
|
7 |
М4 |
|
8 |
|
|
5 |
5 |
|
|
|||||||
6
F |
(F FИН G ) pd F |
(h h ) G |
4 |
h FИН h G h FИН h F |
(h h ) |
||||||
5 |
5 |
М4 |
7 8 |
6 4 |
5 2 4 2 |
3 |
M2 |
1 2 |
|
||
УР |
|
|
|
|
|
pb |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(5500 70 240) 18 4 48 80 13 22 24 140 25 66 15 3,3 47 1457(H) 65
7