4. Динамическое исследование механизма методом Мерцалова.

Для вычисления приведенного к кривошипу момента силы полезного сопротивления используем формулу:

= *0,046;

-сила полезного сопротивления = Y_p*K_p ; K_p=50 Н/мм.

Y_p - ордината с графика изменения силы полезного сопротивления, мм

K_p - масштабный коэффициент графика изменения силы полезного сопротивления, Н/мм.

Угловая скорость ротора эл/двигателя ω_эд =

КПД механизма

Таблица для построения первого графика (левого верхнего)- приведенного момента сопротивления.

Табл.5.

	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Ур1, мм	12	17	35	58	58	58	58	10	10	12	12	12
Рлс1, м/с	600	850	1750	2900	2900	2900	2900	1900	800	600	600	600
VFм/с	0	1,4	4	5,4	4,8	4	0	5,1	6	4,6	3,5	0,6
Мс пр1 нм	0	55	322	720	640	533	0	445	221	127	97	16
(Уi)Мспр1мм	0	4	21	48	43	35	0	30	15	8	6	1

Масштабные коэффициенты графиков К_м=

L - расстояние по оси X на графиках, соответствующее одному обороту кривошипа.

Передаточное отношение u=nдв/n₁=1000/250=4

K_a=k_T=Hk_MKφ=150*15*0,026=58,5Нм/мм

Н - полюсное расстояние для графического интегрирования.

Диаграмма А,Т(ф ) (вторая слева сверху) строится графическим интегрированием первого графика с полюсным расстоянием Н при смещении горизонтальной оси первого графика на расстояние Ум вниз.

Ордината Ум=

y_i - значения из таблицы 5 (последняя строка).

Масштабный коэффициент Kj =

Момент М_д= у_мк_м=17мм*15нм/мм=255Нм;

Мощность электродвигателя N дв =Mg*w² эд/w²₁=4080 Вт

По каталогу выбираем: 4А112МВбУЗ

Мощность электродвигателя: Nдв = 4 КВТ

Md²=0,08кг*м²

Jэд=Md²/4=0.02 кг*м²

Условие динамического приведения масс :

Т^пр= Т_эд+Тпм+ T₂+ Тз+ Т₄+ Т₅

Т^ПР =0,5J^np_∑ w²₁ - кинетическая энергия приведенной массы;

Тэд=0,5J_эд w²_эд - кинетическая энергия ротора электродвигателя;

Т_пм 0,5J_пм w²₁ - кинетическая энергия передаточного механизма;

J_пм =0,5 Jэд - момент инерции подвижных масс передаточного механизма;

T₁ =0,5 Jэд - кинетическая энергия кривошипа;

T₂=0,5(J_s2w₂²+m₂V_s2²) - кинетическая энергия шатуна;

T₃=0,5(J_s3+m₃L_s3d²)w₃² -кинетическая энергия кулисы;

Т₄ =0,5(J_s4w₄²+m₄V_s4²) -кинетическая энергия шатуна;

Т₅ = 0,5m₅V_f² кинетическая энергия ползуна.

Преобразуем J_s3+m₃L _ds3²=18+80*0,2²=21кг*м² ; L_s3d²=L_CD-L_СS3=0,4-0,2=0,2м ;

Подставляя выражения кинетических энергий в исходное условие приведения масс, после преобразования получим

J_∑^пр=J_эд ω _эд²/ ω ²₁+0,5Jэд* ω _эд²/ ω ²₁+J_s1* ω ₁²/ ω ²₁+J_s2* ω ₂²/ ω ²₁+M₂* V_s2²/ ω ²₁+107 * ω ₃²/ ω ²₁+ J_s4* ω ₄²/ ω ²₁+ M₄* V_s4²/ ω ²₁+ M₅* V_F²/ ω ²₁

Первые три слагаемых приведенного момента инерции за цикл работы механизма не меняют своей величины, т.е. остаются постоянными, а остальные - являются переменными величинами т.е.

J_∑^пр=J_I+J_II

J_I= J_эд ω _эд²/ ω ²₁+0,5Jэд* ω _эд²/ ω ²₁+J_s1+J_max

J₂=1/ ω ₁²(J_s2* ω ₂²+ M₂* V_s2²+43 * ω ₃²+ J_s4* ω ₄²+ M₄* V_s4²+ M₅* V_F²)

В выражение для J₁ дополнительно входит момент инерции массы маховика J_max ,устанавливаемого на оси начального звена и предназначенного для уменьшения колебаний угловой скорости начального звена.

J_max впоследствии подлежит определению.

Определяем значения для графика в правом верхнем углу.

Это одновременно график для момента инерции J_II в масштабе k_J и для кинетической энергии T_II в масштабе k_T для переменных величин.

J⁽⁰⁾₂= 7,40кг*м² (43 мм)

J⁽¹⁾₂=30,3кг*м² (176мм)

J⁽²⁾₂=34,4кг*м² (200мм)

J⁽³⁾₂=35,2кг*м² (205мм)

J⁽⁴⁾₂=35,8кг*м² (208мм)

J⁽⁵⁾₂=44,2кг*м² (257мм)

J⁽⁶⁾₂=7,40кг*м² (43мм)

J⁽⁷⁾₂=50,7кг*м² (295мм)

J⁽⁸⁾₂=41,6 кг*м² (242мм)

J⁽⁹⁾₂=30,8кг*м² (179мм)

J⁽¹⁰⁾₂=25,1кг*м² (146мм)

J⁽¹¹⁾₂=23,2кг*м² (135мм)

Диаграмма T_I=∑A+T_нач- T_II (левая нижняя) получается вычитанием из значений диаграммы Т =∑A+T_нач значения диаграммы Т_II , J_II (f) в правом верхнем углу листа формата А1 для каждого положения механизма.

С диаграммы T_I=∑A+T_нач- T_II определяем наибольший перепад кинетической энергии (разность между наибольшей и наименьшей величинами ординат графика).

∆T^нб₁=260*K_T=260*58,5=15210 Нм;

Тогда момент инерции J₁ определяем по формуле

J₁= ∆T^нб₁/W₁²*∂= 4725/23²*0,1=89 кг*м² ;

∂ - заданный коэффициент неравномерности.

Момент инерции массы маховика

J_max=(J_I- J_эд ω _эд²/ ω ²₁-0,5Jэд* ω _эд²/ ω ²₁-J_s1)=(96-0,5-0,5-0)=222 кг*м²

Кривая T_I=∑A+T_нач- T_II также представляет собой диаграмму ∆W(f₁)колебаний угловой скорости кривошипа в масштабе К_w. Графическим дифференцированием диаграммы ∆W(f₁) получаем диаграмму ε(f₁) углового ускорения начального звена с полюсным расстоянием h в нижнем правом углу листа формата А1.

Масштабные коэффициенты :

Определяем размеры и массу маховика.

Масса маховика г

РЕФЕРАТ

Курсовая работа содержит 3 листа формата А1 графической части,

26 страниц формата А4 расчетно- пояснительной записки, 5 таблиц. 10 библиографических источника.

Ключевые слова: КИНЕМАТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ,ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ, ГРУППА АССУРА, СИЛОВОЙ РАСЧЕТ, СИЛА ИНЕРЦИИ ЭВОЛЬВЕНТА РЫЧАГ ЖУКОВСКОГО, ПЛАН СКОРОСТЕЙ ПЛАН УСКОРЕНИЙ. ПЛАН СИЛ, МАХОВИК.

Выполнен структурный анализ заданного на курсовое проектирование механизма, произведено кинематическое исследование механизма, при этом определены скорости и ускорения характерных точек механизма.

Сделан расчет зубчатой передачи по исходным данным задания, начерчена картина эвольвентного зацепления по расчетам.

Выполнен силовой расчет механизма, при этом определены реакции в кинематических парах, величина уравновешивающей силы, также сделана проверка при помощи жесткого рычага Жуковского.

Выполнено динамическое исследование механизма, результатом которого является определение наибольшего перепада кинетической энергии за цикл работы механизма и размеров маховика.

Определяем скорость точки E по теореме подобия. Фигуры на планах скоростей должны быть пропорциональны фигурам на планах положений механизма.

bl/bc= BE/BC= 0,8

Скорость точки F определим из соотношения:

V_F=V_E+V_FE

Изображая скорость точки В кривошипа на плане скоростей отрезком P_VB, определим значение масштабного коэффициента плана скоростей

K_V=V_b/P_vB=0,1 мс^-1/мм.

Планы скоростей изобразим двумя чертежами: на одном построим планы скоростей для четных положений механизма, а на другом – для нечетных.

Угловые скорости звеньев.

ω₁=26,1с^-1=const

ω ₂=V_CB/L_CB= (CB)*0,071;

ω ₃=V_C/L_CD= (P_VC)*0,4;

ω ₄=V_FE/L_EF= (fl)*0,125;

ω ₅=0, т.к. звено движется поступательно .

Для определения направления угловой скорости, например 2 звена для определенного положения механизма, необходимо мысленно перенести вектор скорости для данного положения механизма V_CB в точку C и пронаблюдать вращение звена 2 относительно точки S₂ под действием данного вектора.

Составляем таблицу планов скоростей.