2.4. Определение суммарного приведенного момента

Находим значение суммарного приведенного момента по формуле:

_, где

- приведенный момент движущих сил;

- приведенный момент сил сопротивления.

Приведенный момент сил сопротивления, заменяющий силу сопротивления , определяем в каждом положении механизма по формуле:

Приведенными моментами сил сопротивления от звеньев 1, 2, 3 и 5 пренебрегаем, так как значения величин , , и очень малы по сравнению с силами сопротивления.

Приведенный момент движущих сил равен

, где М_S– приведенный момент сил сопротивления;

- угловая координата коленчатого вала.

Расчет приведенных моментов ведется в программе «MathCAD» (см. Приложение 1).

2.5. Определение суммарного приведенного момента инерции звеньев II группы

Сумма приведенных моментов инерции звеньев, совершающих плоское, возвратно-поступательное и возвратно-вращательное движения, является величиной переменной и обозначается – сумма приведенных моментов инерции II группы звеньев, связанных со звеном приведения переменными передаточными функциями скорости и передаточными отношениями. Во вторую группу звеньев входят коромысло 8, 9, 10 и ползун 11. Расчет значений приведенных моментов инерций в зависимости от угла поворота ведем с помощью программы MathCad (см. Приложение 1). Результаты заносим в таблицу 2.4.

Примечание: приведенный момент инерции звена 1 не учитываем (его момент инерции мал)

Таблица 2.4

где Jprm , Jprj– приведенные моменты инерции звеньев.

2.6. Построение графика суммарной работы

Суммарная работа всех сил равна работе :

График строим в программе MathCad.

2.7. Построение графиков кинетической энергии

Решение задачи для компрессора, работающего в установившемся режиме, осуществим методом Мерцалова. Кинетическая энергия и работа связана следующим соотношением:

;

Таким образом, принимая во внимание, что отсчет графиков кинетической энергии и суммарной работы не совпадают (и отличаются на величину ), имеем примерный график кинетической энергии.

, где

- кинетическая энергия I группы звеньев;

- кинетическая энергия II группы звеньев.

График приближенно получаем из графика , пересчитывая следующим образом:

_{, где}

_{Из соотношения} находим график , вычитая необходимые графики, сведенные в один масштаб. Затем находим:

2.8. Построение графика угловой скорости звена приведения

Из теоремы об изменении кинетической энергии:

, где

- кинетическая энергия системы при угле звена приведения;

- кинетическая энергия системы в начальный момент, времени при угле ;

- работа, совершаемая над системой.

Подставляя выражения для и в уравнение теоремы об изменении кинетической энергии, и разрешая его относительно , получаем

График угловой скорости звена приведения строим с помощью программы MathCad (см. Приложение 1).

Определим дополнительную маховую массу по формуле:

Получим J_max=64.78 Н*м

3. Силовой расчет механизма

Силовой расчет механизма заключается в определении тех

сил, которые действуют на отдельные звенья механизмов при их движении. Для этого применяют метод кинетостатики, то есть останавливают механизм, прикладывая к нему силы инерции. Сущность этого метода сводится к применению при решении задач динамики уравнений равновесия в форме Даламбера.

3.1 Исходные данные для силового расчета механизма

Угловая координата кривошипа для силового расчёта = 300°

В заданном положении механизма угловая скорость равна:

Угловое ускорение:

_{Значение ε1 посчитаем с помощью программы MathCad (см. Приложение 1)}

3.2. Построение планов скоростей и ускорений

Линейную скорость точки A звена 7 находим по формуле для вращательного дви­жения

Определим масштаб плана скоростей:

Для звена 2 записываем:

из графического решения этого уравнения устанавливаем значения скорости

Скорость точки D равна скорости точки B:

Для определения скорости точки F звена 5 составим векторное уравнение сложного движения:

из графического решения этого уравнения находим значения скорости:

Пропорционально разобьем отрезок ab для нахождения на плане точки s2 и соответствующей ей скорости:

Ускорение точки А звена 1 определяем по формуле вращательного движения

где - нормальная составляющая ускорения,

где - тангенциальная составляющая,

Определим масштаб плана ускорений:

Ускорение точки В звена 2 определяется совместным решением векторного уравнения сложного движения точки В относительно точки А:

Часть ускорений найдем аналитически:

Остальные ускорения определим согласно построенному плану ускорений:

По величине тангенциальной составляющей находим угловое ускорение звеньев 2 и 3:

Ускорение точки F звена 4 определяется из решения векторного уравнения сложного движения точки F относительно точки D:

Найдем аналитические зависимости:

Из плана ускорений: