![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Техническое задание
- •Введение
- •Структурный анализ механизма поршневого компрессора
- •Классификация кп:
- •Классификация звеньев механизма:
- •Кинематический анализ механизма поршневого компрессора кинематический анализ механизма графоаналитическим методом
- •Определение скоростей и ускорений точек и угловых скоростей звеньев механизма методом полюса.
- •Определение скоростей точек звеньев механизма методом мгновенного центра скоростей.
- •Определение параметров динамической модели
- •1. Приведенный момент инерции и его производная
- •2. Приведенный момент сил сопротивления
- •3. Определение приращения кинетической энергии механизма
- •4. Определение момента инерции маховика
- •5. Определение закона движения начального звена и момента инерции маховика по диаграмме виттенбауэра
- •6. Определение угловой скорости и углового ускорения начального звена механизма
- •Силовой анализ механизма
- •1. Определение сил (моментов) инерции
- •2. Силовой анализ структурной группы 2-3
- •3. Силовой анализ элементарного механизма и определение уравновешивающего момента
- •4. Определение уравновешивающего момента методом рычага жуковского
- •Список использованной литературы
- •Оглавление
4. Определение момента инерции маховика
Подсчитываем величины сjmax и cjmin соответственно [3]:
(44)
где
- средняя
угловая скорость начального звена
механизма.
Найденные
значения
и
заносим в таблицу 1; Приложение 1. Из
величин
выбираем наибольшую величину
(Дж), а из
–
наименьшую
(Дж).
Необходимый момент инерции маховика:
5. Определение закона движения начального звена и момента инерции маховика по диаграмме виттенбауэра
Строим
диаграмму Виттенбауэра в системе
координат
(рис. 1 1; Приложение 4).
Находим масштабные коэффициенты:
;
Вычисляем
углы
и
наклона касательных к диаграмме
Виттенбауэра, при реализации которых
в механизме будет обеспечена требуемая
неравномерность движения:
Проводим
под углами
и
к
оси
касательные к диаграмме Виттенбауэра
до пересечения их с координатной осью
в
точках а
и
b
или
осью
в точках q
ир
(рис.
11; Приложение 4). Если отрезок ab
находится
далеко за пределами чертежа, то
.
Необходимый момент инерции маховика
подсчитываем по формуле:
Очевидно,
что
найденное в п. 5, практически совпадает
со значением, определенным в п. 4.
6. Определение угловой скорости и углового ускорения начального звена механизма
Угловую скорость звена приведения механизма находим по следующей формуле [3]:
(45)
Для
определения углового ускорения
запишем
дифференциальное уравнение движения
звена приведения:
(46)
Из последнего уравнения находим : (46)
(47)
По
формулам (35) и (37) подсчитываем значения
и
во
всех положениях. Полученные результаты
заносим в таблицу 1; Приложение 1.
Силовой анализ механизма
Силовой анализ механизма проводится для того, чтобы впоследствии по найденным силам (моментам) произвести расчет на прочность элементов кинематических пар и звеньев механизма, а также правильно подобрать привод. Анализ механизмов проводят как аналитическими, так и графическими методами. В данной работе произведем силовой анализ графическим методом.
СИЛОВОЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМА ГРАФИЧЕСКИМ МЕТОДОМ
1. Определение сил (моментов) инерции
При
движении звена различные его точки в
общем случае имеют различные ускорения.
По принципу Даламбера к каждой точке
звена, обладающей элементарной массой
dm,
следует
приложить элементарную силу инерции
,
где
–
ускорение массы dm.
Так
как звено имеет множество точек, то и
сил инерции, действующих на звено -
множество. На практике при расчете
самого звена на прочность ограничиваются
конечным числом сил инерции, которые
сосредоточивают в центрах тяжести. В
дальнейшем обычно эти силы приводят к
центру масс S
звена. В результате на центр масс звена
действует результирующая сила инерции
(главный вектор инерции), называемая
силой инерции
,
и главный момент сил инерции звена
(момент пары сил инерции)
.
Сила
инерции
и
момент пары сил инерции
.Определяются
по формулам соответственно:
;
(48)
где
т
- масса
звена;
- вектор ускорения центра масс; Js
- момент
инерции звена относительно оси, проходящей
через центр масс перпендикулярно
плоскости движения;
- угловое ускорение звена. Знак минус
показывает, что сила и момент инерции
направлены противоположно ускорению.
Находим для исследуемого компрессора угловые ускорения звеньев и линейные ускорения центров масс звеньев в проекциях на оси координат. Учитываем, что центрами масс звеньев является их геометрические середины (по условию задачи). Анализ будем проводить для одного положения при = 240°. Тогда для начального звена в исследуемом положении получим:
Для остальных звеньев ускорения центров масс и угловые ускорения находим по формулам, связывающими их с аналогами скоростей и ускорений, которые имеют следующий вид:
,
,
(49)
Ускорения центров масс и угловые ускорения звеньев 2 и 3, в соответствии с последними формулами (49), определятся:
;
;
;
Определив ускорения звеньев, находим величины моментов и сил инерции звеньев механизма:
для звена 1
для звена 2
для звена 3