Механизм камнедробилка

Задачи расчета

Рассчитать с помощью диаграммы моментов сопротивления и скоростей ведомого звена приведенные к валу начального звена моменты сил сопротивления для 12-ти положений.

Построить диаграммы моментов сил сопротивления Мс(), моментов движущих М() и избыточных моментов М(), приведенных к валу начального звена.

Рассчитать момент инерции маховика.

Построить диаграмму угловых ускорений () и угловых скоростей () начального звена.

Рассчитать коэффициент неравномерности скорости начального звена.

5.3 Расчет моментов сил сопротивления

Момент сил сопротивления коромысла на рабочем ходу определяется по формуле

, (5.1.)

а на холостом ходу

(5.2.)

Для положений 0,1,2,3,4,5,6 момент сопротивления равен:

Мс4 = 0.3 + 0.036 = 0.336 кНм

а для положений 7,8,9,10,11.

Мс4 = 0.036 кНм

Силы, действующие на коромысло, заменяем моментом, приложенным к начальному звену. Кривошип является звеном приведения. Приведенный момент сопротивления:

Мс = Мс4 (_4i /₂) (5.3.)

Приведенный момент сопротивления для 12 положений

Таблица 5.1.

5.4 Построение диаграмм приведенных моментов сопротивления, движущих и избыточных

Для построения диаграммы выбираем масштабный коэффициент моментов _м = 3 Н м/ мм. Затем определим длины ординат, изображающих моменты сопротивления, по формуле:

l_Мсi = М_ci / _м (5.4.)

где l_Мс - ордината в i- ой точке, мм; i- ая точка на абсциссе;

Таблица 5.2.

Далее определим работу сил сопротивления. Площадь, образованная между осью и графиком М_с(), есть работа совершаемая силами сопротивления.

Работа совершаемая за один оборот равна:

Aс - A = A = 0 или Aс = A (5.5.)

где Aс - работа сил сопротивления, кДж; A - работа движущих сил, кДж;

Работа движущих сил равна:

A = М 2 (5.6.)

где М - момент движущий, приложенный к валу начального звена, Н м;

Решая, уравнения (5.1.) и (5.2.) получим

М = Aс /2 (5.7.)

Так как М = const, то график М - прямая линия, параллельная оси абсцисс.

Работа сил сопротивлений равна:

А_с = М_cрi , (5.8.)

Подставлю все значения в формулу, получим:

А_с= (0.0235+0.0615+0.0995+0.1275+0.134+0.1135+.00475+0.09+0.017+0.0155+0.012+0.0065)·/6 = 0.391 кДж;

Отсюда:

М = 0.391 / 2 = 0.062 кНм

Строим диаграмму М ().

Так же необходимо учитывать масштабный коэффициент моментов М

_М = М_сi / l_Mi

Для того чтобы получить график избыточных моментов необходимо опустить график М () вниз на величину l_M и получим

М_сi = М - М_с (5.9.)

5.5 Расчет момента инерции маховика

Определяем момент инерции маховика по формуле:

J= A_max /(·ср²) (5.10.)

где A_max - работа избыточных сил на участке АВ и ВС, кДж; - табличный коэффициент неравномерности хода, = 1/50; ср - средняя угловая скорость, рад./с, ср = 9 рад./с;

Работа избыточных сил равна:

A_max = A_i = М_i (5.11.)

где М_i - средний момент сил сопротивлений, кНм; = /6;

Подставив все значения в формулу (5.11.) получим:

A_max = М_i = 0.060 кДж, или A_max = 60 Дж;

Далее определяем момент инерции маховика J по формуле (5.10.)

J= A_max /(·ср²)= 60/(0.02·9² ) = 37 кг м²

5.6 Построение диаграмм угловых ускорений и угловых скоростей начального звена

Из уравнения динамики вращательного движения относительно углового ускорения, получим

= М/J (5.12.)

Поскольку угловое ускорение прямо пропорционально избыточному моменту М, то диаграмма М() является одновременно диаграммой угловых ускорений (), но в другом масштабе.

Масштабный коэффициент определяется по формуле:

= _М /J (5.13.)

где - масштабный коэффициент угловых ускорений, с-²/мм; _М - масштабный коэффициент моментов.

Затем определяем с помощью угловую скорость начального звена для i-ого положения по формуле:

i = ( М_срi)/( Jср) (5.13.)

где ср - угловая скорость начального звена в i - ом положении кривошипа, с -¹ ;

М_ср - избыточный средний момент на элементарном участке между 0 - 1;1 - 2; и.т.д., кНм;

Если обозначим k =ср / J; i-1 = k М_срi, то уравнение (5.13.) запишем в виде

i = i-1+ k М_срi, (5.14.)

Подставляем все значения в формулу (5.14.) и полученные значения заносим в таблицу:

Таблица 5.3.

Выбираем - масштабный коэффициент угловых ускорений, с-¹/мм и пересчитываем значения угловых скоростей для 12 - ти положений по формуле:

l_i = _i / (5.15.)

5.7 Расчеты неравномерности скорости начального звена

Для оценки неравномерности хода машины вводят коэффициент неравномерности движения, обозначающийся и равный:

= (_max - _min )/ ср (5.16.)

Максимальное и минимальное значение угловой скорости

_max = l_max=

_min = l_min=

Среднее значение угловой скорости ср = 6 с -¹

Подставляя полученные значения в формулу (5.16.), получим

= ( )/6 =

= ( )<[ ] = 0.02

Список использованной литературы

1. Монахов Г.А. Обработка металлов резанием. М. «Машиностроение», 1974

2. Металлорежущие станки. Часть 8. М. «НИИМАШ», 1969

3. Артоболевский И.И. Теория механизмов

Размещено на Allbest.ru