Проведения лабораторной работы № 5
Алгоритм
"Уравновешивание вращающихся звеньев"
1. Графоаналитический расчёт уравновешивания вращающихся звеньев.
1.1. Записываем исходные данные и используемые формулы расчёта дисбалансов и моментов дисбалансов сил в следующем виде:
| 1 = ____ | m1 = ___ г | r1 = _____ мм | D1 = m1 = ____ г мм | M1 = D1 = ______ г мм2 |
| 2 = ____ | m2 = ___ г | r2 = _____ мм | D2 = m2 = ____ г мм | M2 = D2 = ______ г мм2 |
| 3 = ____ | m3 = ___ г | r3 = _____ мм | D3 = m3 = ____ г мм | M3 = D3 = ______ г мм2 |
| 4 = ____ | m4 = ___ г | r4 = D4/ m4 = ___ мм | D4 = M4 = ____ г мм | M4 = M = _____ г мм2 |
| 5 = ____ | m5 = ___ г | r5 = D5/ m5 = ___ мм | D5 = D = ____ г мм |
1.2.Вычерчиваем в масштабе "Вид слева" системы вращающихся грузов, располагая его таким образом, чтобы поместился на чертеже "Главный вид", который может быть вычерчен в "сжатом" (по горизонтали) виде.
Используемый инструмент: транспортир, два угольника, карандаш, циркуль, стирательная резинка.
1.3.Вычисляем дисбалансы вращающихся масс: D1, D2 и, если задана масса m3, то вычисляем и дисбаланс D3.
Данные заносим в таблицу (см.п.1.1).
1.4. Вычисляем моменты дисбалансов вращающихся масс: M1, M2 и если задана масса m3, то вычисляем и момент дисбаланса M3.
Данные заносим в таблицу (см.п.1.1).
1.5. Вычисляем масштабный коэффициент моментов дисбалансов (kM), за основу выбирая наибольший момент дисбаланса, причём этот вектор момента дисбаланса, который затем будет отложен на чертеже, должен быть в пределах 75 -150 мм. Полученный масштабный коэффициент должен соответствовать ГОСТу.
1.6. Определяем графически уравновешивающий момент дисбалансов сил M`3(4)(при отсутствии в начальных данных вращающейся массы m3) путём построения в масштабе замкнутого силового многоугольника моментов дисбалансов сил.
1.7. Определяем уравновешивающий момент дисбаланса по формуле:
M3(4)= M`3(4) kM
Данные заносим в таблицу (см.п.1.1).
1.8. Определяем величину уравновешивающего дисбаланса по формуле:
D3(4) = M3(4)/ 3(4)
Данные заносим в таблицу (см.п.1.1).
1.9. Определяем величину радиуса, на котором должен находиться третий (четвёртый) уравновешивающий груз, задаваясь одним из возможных значений масс [m3(4)= 40, 50, 60 или 70 г ]:
r3(4) = D3(4)/ m3(4)
Данные заносим в таблицу (см.п.1.1).
1.10. Определяем по полученному уравновешивающему вектору момента дисбаланса сил, используя транспортир, его угол 3(4) = .___ .
Данные заносим в таблицу (см.п.1.1).
1.11. Определяем, а затем вычерчиваем на виде "слева" местоположение уравновешивающего груза m3(4) [см.пп.1.9, 1.10], который затем помещаем, используя "линии проекционной связи", на "главном" виде в третьей (четвёртой) плоскости - плоскости динамического уравновешивания.
1.12. Вычисляем масштабный коэффициент дисбалансов сил (kD), за основу выбирая наибольший дисбаланс, причём этот вектор дисбаланса, затем будет отложен на чертеже, и должен быть в пределах 75 -150 мм. Полученный новый масштабный коэффициент kDтакже должен соответствовать ГОСТу.
1.13. Определяем графически величину уравновешивающего дисбаланса сил D`4(5)(при отсутствии в начальных данных третьей вращающейся массы m3) путём построения в масштабе замкнутого силового многоугольника дисбалансов сил.
1.14. Определяем уравновешивающий дисбаланс по формуле:
D5 = D`4(5) kD
Данные заносим в таблицу (см.п.1.1).
1.15. Определяем величину радиуса, на котором должен находиться четвёртый (пятый) уравновешивающий груз, задаваясь одним из возможных значений масс [m4(5)= 40, 50, 60 или 70 г ]:
r4(5) = D4(5)/ m4(5)
Данные заносим в таблицу (см.п.1.1).
1.16. Определяем по полученному уравновешивающему вектору дисбаланса сил, используя транспортир, его угол 4(5) = .___ .
Данные заносим в таблицу (см.п.1.1).
1.17. Определяем, а затем вычерчиваем на виде "слева" местоположение четвёртого (пятого) уравновешивающего груза [см.пп.1.14, 1.15], который затем помещаем, используя "линии проекционной связи", на "главном" виде в нулевой (начальной) плоскости - плоскости статического уравновешивания.
На этом расчёт по уравновешиванию вращающихся звеньев заканчивается.
2. Практическая проверка расчёта уравновешивания вращающихся масс.
2.1. Устанавливаем в специальных пазах и закрепляем (путём завинчивания) грузы в соответствующих плоскостях на лабораторной установке ТММ21, согласно начальных и расчётных значений таблицы (см.п.1.1.).
Необходимый инструмент: отвёртка с прямым жалом.
2.2. Приводим во вращение систему масс, вращающихся в разных плоскостях, наблюдая за поведением правой опоры установки, имеющей две степени подвижности - вращательную и поступательную. В случае правильного расчёта поступательный компонент движения установки себя не проявляет - система стабильна; (даже в случае предумышленного отклонения опоры система уравновешенных вращающихся звеньев автоматически возвращается в исходное стабильное положение - проявляется так называемый гироскопический эффект - эффект "волчка"). В случае появления вибрации на правой опоре установки - расчёт, по уравновешиванию вращающихся масс, выполнен неверно, и, который следует исправить, возвратившись заново к разделу 1 (пп. 1.3 -1.16).
Используемый инструмент для раскручивания вращающихся масс электродвигатель установки, в случае его отсутствия - электродрель со специальной насадкой, заканчивающейся эластичной цилиндрической частью. Для остановки вращения масс используется ручной тормоз, находящийся слева на раме установки ТММ21.
2.3. Выводы.
Контрольные вопросы и задания.
3.1. В чем заключаются основные задачи динамики механизмов и машин?
3.2. Какие виды движения различают при анализе механизмов и машин?
3.3. Какова идея кинетостатического метода исследования механизмов?
3.4. В чем отличие классификации сил, принятой в курсе теории механизмов и машин, от классификации сил, принятой в курсе теоретической механики?
3.5. Какова идея метода плана сил?
3.6. Какова идея метода проф.Жуковского?
3.7. С какой целью производится приведение сил и моментов в механизме?
3.8. Напишите формулу уравнения движения машины.
3.9. Напишите формулу кинетической энергии для кривошипно-ползунного механизма.
3.10. Какое условие положено в основу замены масс и моментов инерции при приведении?
3.11. Как оценивается неравномерность хода машины? Как ее уменьшить?
3.12. Сформулируйте назначение маховой массы.
3.13. Какие факторы обуславливают три разных подхода по расчету маховой массы?
3.14. Сколько требуется грузов для полного уравновешивания вращающихся: а) двух масс; б) семи масс ?
Примерные темы рефератов.
4.1. Методика силового анализа механизма. Приведите пример.
4.2. Методика расчета маховика. Приведите пример.
4.3. Сформулируйте назначение маховой массы.
Примечание:
Отчет по лабораторной работе должен содержать:
1. Титульный лист (название института, факультета, группы, ф.и.о. студента, название лабораторной работы (ЛР), дату выполнения ЛР, ф.и.о. преподавателя и его подпись о защите ЛР, подпись студента);
2. Разделы:
2.1. Общие сведения;
2.2. Перечень оборудования, используемый инструмент;
2.3. Описание методики проведения лабораторной работы;
2.4. Выводы по лабораторной работе.