RKMAkursovoy / 1 / лист 1

1. Расчет механизма нитепритягивателя

Исходные данные:

Длины звеньев:

OB = 0,017 м;

BC = 0,04 м;

CD = 0,0703 м;

CE = 0,04 м;

CF = 0,027 м.

Координаты опор:

X_D = 0,04 м;

Y_D = 0,04 м.

Скорость вращения главного вала n=3200 об/мин.

1.1 Расчет массовых характеристик деталей механизма нитепритягивателя

Шатун, или звено нитепритягивателя, разбиваем на простые геометрические фигуры (рис. 1):

Следовательно, масса шатуна будет равна

кг;

кг;

кг;

кг;

кг;

кг.

Определяем координату центра тяжести звена (масс звена) по формулам:

м;

м;

м.

учитывая расположение системы координат, указанной на схеме, определяем:

м

м;

м;

м;

м;

м.

м

Поскольку шатун совершает сложное движение, определим его момент инерции относительно собственного центра масс:

;

;

;

;

;

;

;

Коромысло также разбиваем на простые геометрические фигуры (рис. 2):

Тогда масса коромысла будет равна

кг;

кг;

кг;

кг;

кг;

кг.

Определяем координаты центра масс коромысла по формулам:

;

м;

м;

м;

м.

;

м;

м;

м;

м.

Поскольку коромысло совершает неравномерное вращательное движение, определим его момент инерции относительно точки D:

;

;

;

;

;

;

;

;

;

.

.

1.2 Силовой расчет механизма нитепритягивателя на ЭВМ по программе на кафедре

Исходные данные для силового расчета наряду с результатами расчета приведены в приложении А в распечатанном с ЭВМ тексте. Программа расчета изучает динамику и кинематику нитепритягивателя и коромысла для 12 положений кривошипа.

1.3 Расчеты кинематических пар

В механизме нитепритягивателя имеется 4 вращательных кинематических пары: главный вал с кривошипом – подшипниковые опоры; палец, вставленный в кривошип – нитепритягиватель; нитепритягиватель – коромысло; коромысло – опора в виде оси. Из них парами качения являются соответственно первые две, а остальные являются парами скольжения.

Методы проверочного расчета, носят условный характер. Исключим расчет подшипниковых опор главного вала ввиду отсутствия данных по нагружению вала от других механизмов.

Расчет на удельное давление

1. Шарнир С , где - максимальное удельное давление

l и d – длина и диаметр цилиндрической поверхности контакта пары м м

- максимальный модуль реакции в кинематической паре , , Н

- допускаемое удельное давление

условие выполняется

2. Шарнир D Н м м

условие выполняется

Расчет на долговечность (нагрев)

Шарнир С , - среднее значение коэффициента долговечности - удельное давление в кинематической паре для i-того положения механизма

- окружная скорость скольжения элементов вращательной кинематической пары в i-ом положении механизма. , где - модуль угловой скорости относительного вращения элементов кинематической пары в i-ом положении механизма

Таблица 1 – Значение полной реакции, возникающей в шарнире С (R_i, H) в зависимости от угла поворота главного вала (f_i, град.)

№	fi, град.	rc (Ri),H	№	fi, град.	rc (Ri),H
1	0	72.302	7	180	36.132
2	30	54.938	8	210	39.097
3	60	165.245	9	240	23.323
4	90	65.594	10	270	7.687
5	120	18.895	11	300	35.664
6	150	23.360	12	330	54.056

Таблица 2 – Значение угловой скорости относительного вращения элементов в i-ом положении механизма

№	Значение	№	Значение	№	Значение	№	Значение
1	fi = 0	4	fi = 90	7	fi = 180	10	fi = 270
	wBC= -345.590		wBC= 157.872		wBC= 215.297		wBC= -3.526
	wCD= -140.914		wCD= -53.885		wCD= 75.859		wCD=135.148
2	fi = 30	5	fi = 120	8	fi = 210	11	fi = 300
	wBC= -333.699		wBC= 237.842		wBC= 154.194		wBC=-09.477
	wCD= -249.340		wCD= 5.371		wCD= 108.055		wCD= 99.949
3	fi = 60	6	fi = 150	9	fi = 240	12	fi = 330
	wBC= -60.651		wBC= 246.967		wBC= 74.444		wBC=-23.703
	wCD= -164.917		wCD= 42.843		wCD= 132.496		wCD= 9.319

условие выполняется [pV] – допускаемое значение коэффициента долговечности.

Расчет кинематической пары на прочность.

Необходимое требование прочности: ,

Где

–напряжение, возникающее в опасном сечении.

к₀ – коэффициент запаса к₀≈1

М_max – изгибающий момент, действующий в опасном сечении оси шарнира.

W – момент сопротивления сечения оси;

[]=90 мН/м² – допускаемая выносливость материала.

Для определения опасного сечения составим расчетную схему и построим эпюру изгибающих моментов (рис.3).

Рисунок 3- Эпюра изгибающих моментов

Шарнир С

<[]

Требование прочности удовлетворяется.

Шарнир C

<[]

Требование прочности удовлетворяется.