Указания и задание для выполнения курсового проекта

 

За исходные данные расчёта реакций в кинематических парах принимаются результаты:

- метрического синтеза (геометрические размеры, массы и моменты инерции звеньев);

- кинематического анализа рычажного механизма в рассматриваемом положении (аналоги угловых скоростей);

- законы движения динамической модели машинного агрегата с учётом маховика (виброгасителя), установленного на кривошипный вал.

Так как движение кривошипного вала описывается периодическими функциями, то и реакции в кинематических парах за цикл работы механизма будут периодически изменяться от минимального до максимального значения. Величина и направление реакций в кинематических парах определяются для каждого конкретного положения механизма.

В курсовом проекте силовой расчёт выполняется для двух положений механизма:

- где угловая скорость кривошипного вала достигает максимального значения. Этому положению соответствует максимальный поток энергии, циркулируемый в машинном агрегате;

- где угловое ускорение кривошипного вала достигает максимальной величины. Этому положению соответствует максимальное динамическое давление в кинематических парах.

1.4. Последовательность выполнения силового анализа

механизмов

 

Для выполнения силового анализа необходимо:

1) для выбранного положения построить кинематическую схему механизма в масштабе m₁ и диаграмму сил полезного сопротивления Р_пс= f(j_i); по диаграмме для заданного положения механизма определить величину и направление векторов сил полезных сопротивлений;

2) в масштабе m_v построить план скоростей или план аналогов скоростей и по направлению векторов относительных скоростей указать на кинематической схеме направление угловых скоростей всех звеньев механизма;

3) в масштабе m_а построить план ускорений и по нему определить ускорения центров масс и угловые ускоренья всех звеньев; направление векторов ускорений центров масс и угловых ускорений указать на кинематической схеме механизма;

4) определить величину и направление сил и моментов сил инерции и сил тяжести звеньев;

5) расчленить механизм на структурные группы, вычертить их в масштабе m₁ и в соответствующих точках звеньев приложить все внешние силы, включая силы инерции, силы тяжести и реакции расчленённых кинематических пар;

6) по ниже приведенной методике построить планы сил для каждой структурной группы и входного звена;

7) определить реакции в каждой кинематической паре механизма;

8) аналогичные расчёты выполнить и для второго выбранного положения механизма;

9) определить среднее расчётное усилие в каждой кинематической паре;

10) определить усреднённые потери мощности на трения в каждой кинематической паре за цикл работы механизма и рассчитать усреднённое значение к. п. д. механизма;

11) задавшись материалом и условиями работы элементов одной из кинематических пар (на выбор проектанта), рассчитать её срок службы до предельного износа;

12) дать краткий анализ результатов силового расчёта механизма.

 

Построение планов ускорений

 

Планы ускорений строятся для выбранного положения механизма с учетом маховика. Для построения планов ускорений необходимо определить истинное значение угловой скорости и углового ускорения кривошипного вала.

Угловое ускорение и угловая скорость кривошипного ва­ла с учетом маховика определяются по следующим формулам:

(1.1)

(1.2)

Амплитудное значение этих параметров определяется по формуле

, (1.3)

где L_n – возбуждающий момент n-й гармоники;

n – номер гармоники.

Угол отклика системы на действие возмущающего фактора (маховика) определяется по следующим формулам:

, (1.4)

. (1.5)

Угловые скорости звеньев рычажного механизма определяются по зависимости (см. часть 1)

, (1.6)

где – аналог угловой скорости i-го звена в рассмотренном положении механизма.

Построение планов ускорений рассмотрим на примерах.