Определение приведенных моментов сил сопротивления и движущих сил

Определение размеров, масс и моментов инерции звеньев рычажного механизма

Входными параметрами геометрического синтеза кривошипно-ползунного механизма являются: ход ползуна H=0.15 м,

λ= = ,έ= =0.

1_АВ=l₂ = 0,383 м, е = 0 м.

Координата центра масс шатуна

= =0.35 0.35·0.383=0.134 м.

Массы звеньев (заданы):

= 6 кг, =3 кг, =3 кг.

Силы тяжести звеньев:

=6·9.81=58.86 Н.

=3·9.81=29.43 Н.

=3·9.81=29.43 Н.

Моменты инерции звеньев:

=0.3· =0.3·6· =0.0405 кг· ,

=0.1· =0.1·3· =0.044 кг· .

Динамика машинного агрегата

Задачи динамики машинного агрегата.

Задачами раздела являются:

Динамический синтез машинного агрегата с рычажным механизмом по заданному коэффициенту неравномерности δ и определение постоянной части проведенного момента инерции и момента инерции маховика .

Динамический анализ движения звена с определением действительной угловой скорости ω и углового ускорения ε внутри цикла установившегося движения. Основным наиболее энергоемким является двигатель внутреннего сгорания.

Структурный анализ рычажного механизма

Кривошипно-ползунный механизм двигателя предназначен для преобразования поступательного движения поршня во вращательное движение механизма на рабочем ходе расширения или преобразования вращательного движения кривошипа в возвратно-поступательное движение поршня на холостом ходе сжатия и выхлопа.

Структурная схема механизма приведена на рисунке 3.1

Рисунок 3.1

Звенья:

1 – кривошип, 2 – шатун, 3 – ползун, 4 – стойка.

Число подвижных звеньев n=3.

Кинематические пары:

А(1,2) – вращательная, 5 класса,

В(2,3) – вращательная, 5 класса,

С(3,4) – поступательная, 5 класса,

О(4,1) – вращательная, 5 класса.

Число кинематических пар 5 класса - .

Число кинематических пар 4 класса - .

Так как механизм плоский, то W находим по формуле Чебышева.

. Так как то механизм определенного движения с одной обобщенной координатой .

Разложение механизма на структурные группы:

Рисунок 3.2

Формула строения механизма: I(1.0)→II(2.3), механизм 2-го класса.

Определение размеров и параметров рычажного механизма

Построение планов положения механизма

Для построения планов выбираем масштабный коэффициент длин

.

Определяем чертёжные размеры механизма:

OA= = =75 мм.

AB= = =191.5 мм.

= = =67 мм.

Аналитический метод

№ п/п	Формулы и расчёт
	м = + =0.285 м .336 -   =0.15·0.866+0.383·0.208·(-0.336)=0.103 =-   =-0.15·(-0.5)-0.383· ·0.941+0.383·0.344·(-0.336)=0.0151 -0.075+0.134· 0.051 -0.15·(-0.5)-0.208·0.134·0.941=0.048 ·(-0.336)=-0.17 =-(-0.075)+0.134·0.344·(-0.336)-0.134· ·0.941=0.054 | |= = |-| |=0.533-0.285=0.248

Определение приведенных моментов сил сопротивления и движущих сил

Схема механизма с указанием действующих сил показана на рис. 2.4.

Рисунок 2.4

Приведенный момент сил сопротивления определяется из равенства мощностей, согласно которому мощность момента

равна сумме мощностей от силы полезного сопротивления и сил тяжести звеньев:

,

откуда

,

где ,, если угловая скорость направлена против часо­вой стрелки, и sign, если она направлена по часовой стрелке.

Приведенный момент сил сопротивления принимается постоянным и определяется из условия, что за цикл установившегося движения машины имеет место равенство работ движущих сил (А_ДЦ) и сил сопротивления (А_СЦ),

т.е. А_СЦ = - А_ДЦ.

Работа движущих сил:

Интегрирование выполняется численным методом по способу трапеций:

,

Где .

Так как постоянен, то работа сил сопротивления за цикл равна

, то приведенный момент движущихся сил равен

3.7 Определение переменной составляющей приведенного момента инерции

Переменная составляющая определяется из условия равенства кинетических энергий, т.е. кинетическая энергия звена приведения, имеющая момент инерции , равна сумме кинетических энергий звеньев, характеризуемых переменными функциями:

Разделив это выражение на , с учётом того что , получим:

Для звеньев 2,3 кривошипно-шатунного механизма получим:

Находим значение переменной составляющей приведённого момента инерции для контрольного положения №9.

=0.0176

тогда

Производная необходимая в последующем для определения закона движения звена приведения, имеет вид:

Принимаем , так как кривошип вращается по часовой стрелке.