w1
|
VA
|
VB
|
VBA
|
VC
|
VCA
|
w2
|
w4
|
VS2
|
VS4
|
188,4
|
16,956
|
5,3694
|
16,5321
|
15,4017
|
4,6629
|
45,9225
|
12,9525
|
11,8692
|
16,3908
|
2.3
Построение планов ускорений
Определяем ускорение точки А звена ОА:
Определяем модули составляющих ускорения точки А. Нормальная
составляющая:
=w2·LOA= (188,4) 2 ·0,09=3194,5 м/с2;
касательная составляющая при w1=const:
=·lOA=0· lOA=0. Тогда аА==3194,5 м/с2.
Выбираем полюс плана ускорений Ра и откладываем от него
в направлении ускорения отрезок Раа произвольной длины.
Определяем значение масштабного коэффициента:
μА==31,9 .
Определяем ускорение точки В. Для определения составим векторное
уравнение:
, (2.3.2)
которое в развернутом виде будет иметь вид:
, (2.3.3)
=759,19 м/с2.
Определяем величину отрезка аn1, который будет представлять в масштабе вектор этого ускорения на
плане ускорений, для этого разделим величину нормальной составляющей на масштабный коэффициент. Из точки а
отложим длину параллельно звену АВ:
an1==23,7 мм
Из конца вектора аn1 проводим линию перпендикулярно АВ, а из
полюса линию параллельно ОВ и находим пересечением этих линий положение точки b.
Измерим длины отрезков и умножим на масштабный коэффициент:
Раb· μА=119·31,9=3796,1 м/с2;
=n1b· μА=26·31,9=829,4 м/с2;
=ab· μА=35·31,9=1116,5 м/с2.
Определяем ускорения центра масс. Для этого составим пропорцию:
;
; aS2=11,6 мм.
Соединим полюс с точкой S2, измерим длину этого отрезка PaS2 и умножим на величину масштабного коэффициента:
aS2=PaS2· μА=111·31,9=3540,9 м/с2.
Угловое ускорение звена 2:
ε2===2303,8 с-2.
Определяем ускорение точки С. Для определения составим векторное
уравнение:
, (2.3.4)
которое в развернутом виде будет иметь вид:
, (2.3.5)
=60,4 м/с2.
Определяем величину отрезка аn1, который
будет представлять в масштабе
вектор этого ускорения на плане ускорений, для этого разделим
величину нормальной составляющей на масштабный коэффициент. Из точки а отложим длину параллельно
звену АС:
an1==1,9 мм
Из конца вектора аn1 проводим линию перпендикулярно АС, а из
полюса линию параллельно ОС и находим пересечением этих линий положение точки с.
Измерим длины отрезков и умножим на масштабный коэффициент:
Рас· μА=54·31,9=1722,6 м/с2;
=n1с· μА=101·31,9=3221,9 м/с2;
=aс· μА=100·31,9=3190 м/с2
Определяем ускорения центра масс. Для этого составим пропорцию:
; ; aS4=33 мм.
Соединим полюс с точкой S4, измерим длину этого отрезка PaS4 и умножим на величину масштабного коэффициента:
aS4=PaS4· μА=74·31,9=2360,6 м/с2.
Угловое ускорение звена 4:
ε 4===8949,7 с-2.
Полученные значения сводим в таблицу:
Таблица 2.3.1
аS2ε2aS4ε4
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3194,5
|
3796,1
|
829,4
|
1116,5
|
3540,9
|
2303,8
|
1722,6
|
3221,9
|
3190
|
2360,6
|
8949,7
|
3. Силовой
расчет рычажного механизма
Определим силы инерции звеньев по формуле:
Fui=mi·asi,
(3.1)u2=m2·aS2=3·3540,9=10622,7 Н;u3=m3·aВ=3,3·3796,1=12527,13 Н;
Fu4=m4·aS4=3·2360,6=7081,8 Н;
Fu5=m5·aС=3,3·1722,6=5684,58 Н;
FГ=S·Pмакс=0,009·6100000=54900 Н.
Строим группу Ассура в принятом масштабе, состоящую из двух
звеньев 4 и 5. И прикладываем к этой схеме силы, действующие на нее: Fu4, Fu5, FГ.
Сила давления газов действует на ползун и направлена по оси
перемещения ползуна ОС.
Сила инерции пятого звена направлена в противоположную
сторону ускорения центра масс aS4 и приложена от точки С.
Сила инерции четвертого звена будет приложена к точке подвеса
Т, для того чтобы определить местоположение точки подвеса Т, необходимо
определить местоположение точки качания четвертого звена. Точку качания К4
определим по формуле:
LS4K4=, (3.2)
LS4K4==0,19 м.
S4K4=, (3.3)
S4K4==63,3 мм.
Откладываем эту величину от точки S4, по
звену в сторону точки С. Проводим через центр масс линию параллельную ускорению
центра масс аS4, а через точку качания проводим линию параллельную аСА.
Необходимо определить силы реакции: FR14 и FR05. Силу реакции действия FR14 представим в виде двух составляющих: и . перпендикулярна оси ОС.
Для определения касательной составляющей силы реакции составим уравнение моментов сил
относительно точки С:
=0 (3.4)
·LAC - Fu4·h4=0,=,
==3481,885 Н.
Составим векторное уравнение сил, действующих на данную
структурную группу:
=0, (3.5)
=0.
Неизвестные силы определим построением плана сил. Берем точку,
которая будет обозначать полюс.
Определим величину масштабного коэффициента плана сил:
μF=348,2 Н/мм.
Представим все остальные силы в виде отрезков:
ab│Fu4│==20 мм;
bc│Fu5│==16 мм;
cd│ FГ│==157 мм.
Откладываем из полюса линию перпендикулярную оси ОС, равную 10
миллиметрам, получим отрезок PFa.
Из конца этого отрезка откладываем линию параллельную Fu5, равную 16 миллиметрам, получим отрезок ab. Из конца отрезка ab откладываем
линию параллельную FГ, равную 157 миллиметров, получим отрезок cd. Чтобы найти точку f, проведем из
точки d линию перпендикулярную FR05, а из точки b линию
параллельную АС, в точке их пересечения получим точку f. Соединим точку а с точкой f.
Измерим длины отрезков и умножим на масштабный коэффициент:
PFf () =187·348,2=65113,4 Н;
df () 42·348,2=14624,4 Н; af () =187·348,2=65113,4 Н.
Определим реакцию пятого звена на четвертое. Для этого составим
уравнение сил, действующих на четвертое звено:
=0, (3.6)
.
Соединим на плане сил точку b и f. Измерим длину отрезка bf и определим величину силы :
= μF·bf=348,2·178=61979,6 Н.
Строим группу Ассура в принятом нами масштабе, состоящую из двух
звеньев 2 и 3.
И прикладываем к этой схеме силы, действующие на нее: Fu2, Fu3, FГ.
Сила давления газов действует на ползун и направлена по оси
перемещения ползуна ОВ.
Сила инерции третьего звена направлена в противоположную сторону
ускорения центра масс aS2 и приложена к точке В.
Сила инерции второго звена будет приложена к точке подвеса Т, для
того чтобы определить местоположение точки подвеса Т, необходимо определить
местоположение точки качания второго звена. Точку качания К2
определим по формуле:
LS2K2=, (3.7)
LS2K2==0,19 м.
Определим эту величину на чертеже:
S2K2=, (3.8)
S2K2==63,3 мм.
Откладываем эту величину от точки S2, по
звену в сторону точки В. Проводим через центр масс линию параллельную ускорению
центра масс аS2, а через точку качания проводим линию параллельную аВА.
Необходимо определить силы реакции: FR12 и FR03. Силу реакции действия FR12 представим в виде двух составляющих: и . перпендикулярна оси ОВ.
Для определения касательной составляющей силы реакции составим уравнение моментов сил
относительно точки В:
=0 (3.9)
·LAВ - Fu2·h2=0,=,
==1593,405 Н.
Составим векторное уравнение сил, действующих на данную
структурную группу:
=0, (3.10)
=0.
Неизвестные силы определим построением плана сил. Берем точку,
которая будет обозначать полюс.
Определим величину масштабного коэффициента плана сил:
μF=227,63 Н/мм.
Представим все остальные силы в виде отрезков:
ab│Fu2│==46,6 мм;
bc│Fu3│==55 мм;
cd│ FГ│==241 мм.
Построения выполняем в той же последовательности, что и для первой
структурной группы, состоящей из звеньев 4 и 5.
Измерим длины отрезков и умножим на масштабный коэффициент:
PFf () =227,63·140=31868,2 Н;
df () =227,63·9=2048,67 Н;
af () =227,63·140=31868,2 Н.
Определим реакцию третьего звена на второе. Для этого составим
уравнение сил, действующих на второе звено:
=0, (3.11), .
Соединим на плане сил точку b и f. Измерим длину отрезка bf и определим величину силы :
= μF·bf=227,63·186=42339,18 Н.
Для силового расчета ведущего звена вычертим его в принятом
масштабе и приложим силы, действующие на него: FR21 и Fу.
Для определения уравновешивающей силы составим уравнение сил,
относительно точки О:
=0, (3.12)
Fу·LOA - FR21·Lh1=0,Fу=,
Fу==29743,65 Н.
Представим силы в виде отрезков:
Fу==130 мм;
FR21==140 мм.
FR01= μF· PFb=227,63·168=38241,84 Н.
Полученные значения сводим в таблицу:
Таблица 3.1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
65113,4
|
3481,885
|
14624,4
|
65113,4
|
61979,6
|
1593,405
|
31868,2
|
2048,67
|
31868,2
|
42339,18
|
Заключение
В ходе выполнения курсового проекта был исследован механизм
дизель-воздуходувной установки, который включал вопросы по структурному,
кинематическому и динамическому исследованию механизма.
Исследование рычажного механизма выполнено графоаналитическим
методом: в пояснительной записке приведены аналитические зависимости параметров
механизма, результаты расчетов, их анализ, а графическое решение поставленных
задач оформлено как приложение в виде чертежа.
Список
используемой литературыэ
1.
Смелягин А.И. Теория механизмов и машин / под ред.А.И. Смелягин. - М.: ИНФРА -
М, 2014. - 263 с.
.
Дрыгин В.В., Козерод Ю.В. Единая система конструкторской документации в
курсовом и дипломном проектировании. Оформление текстовой документации / под
ред.В. В. Дрыгин, Ю.В. Козерод. - М.: ДВГУПС, 2002. - 35 с.
.
Коновалова Ф.Г. Исследование рычажных механизмов / под ред.Ф.Г. Коновалова. -
М.: ДВГУПС, 2011. - 57 с.