Детали машин и основы конструирования

Ф₁ = 0 , так как a_s1 = 0;

Ф₂ = 3,3 5376 = 17741 Н;

Ф₃ = 2,2 1920 = 4224 Н.

     Силы  инерции прикладываем в центре тяжести  звена и направляем в сторону  обратную ускорению этой точки. 
 

3.  Определяем инерционные моменты звеньев.

М_u1 = 0 , так как ε₁ = 0, ω₁ = 0;

М_u2 = I_s2 ε₂ = 0,02 40154 = 803,1 Нм;

М_u3 = 0.

     Инерционные моменты звеньев направляем в  сторону обратную угловому ускорению  звена ε.

4. Определяем силы давления газов.

 
 

4000000 = 28338,5 Н.

Табл. 3.

 
 
 
 

5.  Силовой расчет начинаем со структурной группы 2-3.

 
 
 
 
 
 
 

1. Σ М_В (2) = 0;

;

   Реакции определяем методом планов сил, рассматривая равновесия звеньев 2-3 согласно уравнения:

2. Σ Р (2,3) = 0;

 

                               15687    33   17741   22    4224   7085

где - это сила, действующая со стороны стенки цилиндра на поршень 3. Направлена перпендикулярно оси цилиндра.

Выбираю масштаб  = 150 .

; 
 
 
 
 

Отсюда: 
 
 

3. Σ Р (2) = 0.

 
 

4. Σ М_В (3) = 0;

 

     2.6 Переходим к силовому расчету звена 1.

     Изображая ведущее звено ОА со стойкой, с  действующими на него силами в 3 положении. Ведущее звено имеет степень  подвижности N = 1, поэтому под действием приложенных к нему сил, в том числе и сил инерции, его нельзя считать находящимся в равновесии. Чтобы имело место равновесие, необходимо дополнительно ввести силу или пару, уравновешивающую все силы, приближенные к ведущему звену. Эта сила и момент носят название уравновешивающей силой Р_у и момента М_u . В точке А на ведущее звено действует сила и уравновешивающая сила Р_у , направленная перпендикулярно кривошипу ОА, неизвестная по величине. Величину уравновешивающей силы Р_у найдем из уравнения моментов всех сил, действующих на звено 1 относительно точки О.

1. Σ М_о (1) = 0;

 

2. Σ Р (1) = 0.

     Для определения реакции R₀₁ со стороны стойки на ведущее звено строим план сил в масштабе  = 150 .

     

     

                                    18000    9375   30 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. Расчет маховика

     3.1 Определяем приведенный к валу кривошипа 1 момент сил, движущих без учета сил тяжести звеньев. Используем формулу: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     

     

     По  полученным значениям строим график 1 в масштабе = ;

     Масштаб по оси φ : 

       Методом графического интегрирования графика  1  получаем график работ движущих сил в масштабе:

;       2 

где Н – произвольная величина.

       Соединяя начало и конец графика  2  ,получаем график работ сил сопротивления -        3  .

       Методом графического дифференцирования графика  3  получаем график постоянного приведенного момента сил сопротивления

    4

2. Определяем изменения кинетической энергии механизма за цикл.

   5 

     Из  координат второго графика вычитаем координаты третьего и получаем координаты пятого.

       Определяем кинетическую энергию звеньев второй группы. Используем формулу: 
 
 

     

     

       
 
 
 
 
 
 
 
 

     По  полученным значениям строим график:

         6 

     Для получения координат графика  6  разделим значение для всех 12 значений на . Значения занесем в таблицу 4.

       Определяем изменение кинетической энергии звеньев первой группы. Для чего из ординат графика  5  вычитаем ординаты графика  6  .

        7

       Определяем максимальное изменение кинетической энергии звеньев первой группы, используя формулу: 

       Определяем приведенный момент инерции звеньев первой группы 

     3.2 Определяем момент инерции маховика

     

      = 0,1 – 0,08 = 0,02

     3.3 Определяем размеры и массу маховика 
 
 
 
 
 

     D = 174 мм;           29 мм;

      26 мм;           44 мм;

      44 мм.

     Табл.4

     

     

     Список  литературы

1. Лачуга Ю.Ф., Воскресенский А.Н., Чернов М.Ю. Теория механизмов и машин. Кинематика, динамика и расчет. М. Колос 2005
2. Методические пособия Уржунцева И.П. по предмету: Теория механизмов и машин.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

СОДЕРЖАНИЕ

Задание, исходные данные                            4                                                                               Синтез, структурное и кинематическое исследование механизмов двигателя                                                                              4                          Проектирование кривошипно-ползунного механизма         4                                                        Структурное исследование механизма        5

1. Графоаналитический метод кинематического анализа   6
1. Построение схемы механизма. Масштаб схемы    6
2. Построение планов скоростей механизма     6
3. Построение планов ускорений механизма     7
4. Годограф скорости центра масс S₂ звена 3     9
2. Графоаналитический метод силового анализа             10
1. Определяем силы, действующие на звенья механизма           10
2. Определяем силы инерции звеньев              10
3. Определяем инерционные моменты звеньев                      
4. Определяем силы давления газов             11
5. Силовой расчет начинаем со структурной группы 2-3                    12
6. Переходим к силовому расчету звена 1                                            13
3. Расчет маховика                          15
1. Построение диаграмм приведенных моментов, работ и

 приращения  кинетической энергии             15

2. Определение момента инерции маховика            18
3. Определение размеров маховика             18