Курсовая работа: Механізм приводу поршневого насосу
Рис.
7
Вихідні
дані:
-
схема механізму без маховика;
-
маси і моменти інерції ланок:
;; .
-
середня кутова швидкість ведучої ланки ;
-
коефіцієнт нерівномірності руху ;
-
графік зведених моментів сил;
-
графік зведених моментів інерції.
3.2 Будуємо графік робіт сил опору
Для
цього застосуємо метод графічного інтегрування графіка зведених моментів сил.
Послідовність
інтегрування:
-
вибираємо полюс інтегрування Р на відстані Н=50 мм
від осі ординат на продовженні вісі абсцис;
-
будуємо ординату, яка відповідає середині інтервалу
0-1, проектуємо її на вісі ординат і з’єднуємо точку 1’ ординати 01’ з полюсом Р;
-
теж саме робимо на наступних інтервалах;
-
з точки 0’ навої осі координат проводимо відрізок
на інтервалі 0’1 паралельно променю Р1’ , з кінця отриманого відрізка проводимо
відрізок на інтервалі 12 паралельно променю Р2’ і т.д.;
-
з’єднуємо отримані точки плавною кривою.
Отримана
крива О’К є графіком робіт сил опору.
Оскільки
за цикл усталеного руху робота рушійних сил дорівнює роботі сил опору, та
з’єднавши т.О’ з т.К отримаємо графік робіт рушійних сил.
3.3 Будуємо графік приросту кінетичної енергії
Виконавши
алгебраїчне сумування ординат граіфка робіт рушійних сил (беремо зі знаком “+”)
та графіка робіт сил корисного опору (беремо зі знаком “-”).
Визначаємо
масштабні коефіцієнти побудови графіків:
3.4 Будуємо графік зведених моментів інерції Ізв
Для
цього визначаємо зведений момент інерції для 12-ти положень механізму. Оскільки
умовою зведення є рівність кінетичних енергій , та
За
цією формулою знаходимо зведені моменти інерції в 12-ти положеннях. Результати
заносимо в таблицю 3.1.
Розрахуємо
зведений момент інерції для 3-го положення механізму.
Значення зведених моментів інерції
Таблиця
5.
№пол. |
Ізв, кгм2 |
0 |
1,43 |
1 |
19,51 |
2 |
46,6 |
3 |
49,43 |
4 |
23,83 |
5 |
4,67 |
6 |
2,29 |
7 |
12,13 |
8 |
27,03 |
9 |
37,28 |
10 |
33,67 |
11 |
15,33 |
За
даними Табл.7 будуємо графік зведених моментів інерції, повернений на 900, в
масштабі
3.5 Будуємо графік залежості -діаграма Віттенбауера
Для
визначення момента інерції маховика необхідно сопчатку визначити максимальний
приріст кінетичної енергії , так як.
визначаємо з
діаграми Віттенбауера. Спочатку визначаємо кути, під якими будуть проведені
дотичні до діаграми.
При
відомих значеннях , проводимо дотичні до діаграми
Віттенбауера. Там де ці лінії перетнуть ординату , виділяємо відрізок ав.
Визначаємо
момент інерції маховика:
.
3.6 Визначаємо геометричні розміри маховика
Оскільки
за попередніми розрахунками момент інерції маховика має велике значення і
розміри маховика вийдуть великими, доцільно розмістити маховик на валу
електродвигуна. Тоді момент інерції маховика буде мати таке значення:
.
Конструктивно
приймаємо, що маховик виготовлений в вигдяді диска з масою, зосередженою на
ободі, момент інерції якого:
Тоді
зовнішній діаметр маховика розраховуємо за формулою:
де- відошення
ширини маховика до його діаметра, яке рекомендується приймати в межах (приймаємо ); - густина матеріалу (для чавуна ).
Знаходимо
внутрішній діаметр кільця:
D1=D·ΨH=0,46·0,8=0,368
м,
де
ΨH = D1/D - відношення внутрішнього діаметра кільця до зовнішнього, яке
рекомендується приймати в межах ΨH = 0,6...0,8 (в даному випадку приймаємо
ΨH = 0,6).
Ширина
обода маховика:
Знаходимо
масу маховика:
Знаходимо
колову швидкість обода маховика:
Така
швидкість дрпустима для чавунних маховиків (- допустима колова швидкість обода
чавунних маховиків).
Рис.
8
4. Синтез кулачкового механізму
Схема механізму
Виконуємо
синтез механізму, кінематичний і динамічний аналіз кулачкового механізму з
роликовим коромислом за вихідними даними:
Таблиця
6.
-кут відхилення
-кут дальнього вистою
-кут наближення
-кут тиску
- хід штовхача
-закон руху:
|
|
4.1 Будуємо графік кутового переміщення штовхача
Починаємо
побудову з графіка аналога прискорень. Далі за методикою інтегруємо графік
аналога прискорень і отримуємо криву яка представляє собою графік аналогу
швидкостей штовхача. Інтегруючи цей графік, отримаємо криву, яка представляє
собою графік кутувого переміщення штовхача.
Визначаємо
масштабні коефіцієнти побудови графіків:
Масштабний
коефіцієнт осі абсцис діаграм:
Де
-- фазові
кути кулачка;
(0-275)
– відрізок відповідний суммі цих кутів.
Масштабний
коефіцієнт діаграми переміщення:
Де
максимальне
значення переміщення;
довжина
відповідного до відрізка на діаграмі у мм.
Масштабний
коефіцієнт діаграми швидкостей:
Де
довжина
відповідного відрізка(від полюса до початку координат) на діаграмі у мм.
Масштабний
коефіцієнт діаграми прискорень:
Де
довжина
відповідного відрізка(від полюса до початку координат) на діаграмі у мм.
Масштабний
коефіцієнт діаграми кутової швидкості:
Де
кутова
швидкість кулачка.
Масштабний
коефіцієнт діаграми кутового прискорення:
привід поршневий насос кінетостатичний
4.2 Виконуємо перевірку розрахунків на ЕОМ
Метод
базується на графічному способі розвязання умови на базі графіка за цикл. В процесі
рішення будують за заданим законом руху штовхача діаграми переміщення і аналогів
швидкостей штовхача
, а потім шляхом графічного виключення параметра будуюь діаграму , забезпечивши чисельно
однакові масштабні коефіцієнти по обох осях.
1.
Визначаючи параметри і е, слід памятати, що умови обовязково повинна виконуватись
тільки при передачі руху від профілю кулачка до штовхача. А тому для
кулачкового механізму з силовим замиканням вищої кінематичної пари і обертанні
кулачка в напрямку руху годинникової стрілки значення і е
можуть бути тільки такими, щоб можливе положення осі обертання кулачка на полі
діаграми було праворуч від дотичної 1-1 до
кривої ,
проведеної під допустимим кутом передачі тиску до осі на фазі віддалення.
2.
Якщо рух передається від профілю кулачка до
штовхача на фазі наближення, то щоб виконувалась умова , необхідно вісь обертання кулачка
наполі діаграми розмістити ліворуч від дотичної
2-2 до кривої , проведеної на фазі наближення
під допустимим кутом передачі тиску до осі .
3.
В кулачкових механізмах із геометричним замиканням
вищої кінематичної пари повинна виконуватись на фазі
віддалення і наближення. Отже, можливе розміщення осі обертання кулачка при
геометричному замиканні вищої кінематичної пари буле в заштрихованій зоні.
Точка О перетину дотичних 1-1 і 2-2 покаже шукане положення осі обертання
кулачка, яке забезпечує найменші розміри кулачка і всього механізму. При
розміщенні осі обертання кулачка в точці А одержимо значення і
е, які забезпечують виконання умови в
будь-якому положенні механізму.
Кінці
відрізків z з’єднуємо плавною кривою і отримуємо діаграму
залежності .
До
отриманої діаграми проводимо дотичні під кутом тиску , а на їх теретині отримаємо точку
01, яка є центром обертання кулачка з мінімальним радіусом. Центр обертання
кулачка можна прийняти в будь-якій точці зони, що утворилась між двома
дотичними нижче точки 01.
Приймаємо:
-
радіус початковой шайби
4.
Побудова профілю кулачка.
Побудова
аиконується в масштабі .
1.
Креслимо заданий графік функції руху
штовхача, користуючись маштабними коефіцієнтоми по осі ординат і . З одного центра 01
проводимо коло радіусом і коло радіусом і е.
2.
Напродовженні осі абсцис вибираємо довільну точку С
що належить штовхачу, і проводимо паралельно до осі ординат лінію руху
штовхача, на якій розмічаємо точками 1, 2, 3, ... ,m шлях руху точки С .
3.
З центра О проводимо коло радіусом . Застосовуючи метод
інверсії, у напрямку протилежному напрямку обертаннякулачка від лінії 001
відкладаємо фазові кути .Відкладаємо від прямої ОС в бік,
протилежний обертанню кулачка, фазові кути, ділимо кути віддалення і наближенняна десять
рівних частин і проводимо промені 0-1, 0-2, ... , 0-10 ., відповідно до
положень штовхача.
4.
Перенесимо за допомогою циркуля положення точоки С з
розмітки на відповідні напрямні штовхача у відносному русі навколо кулачка і,
зєднавши їх плавною кривою, одержимо теоретичний профіль кулачка.
5.
Зточок теоретичного профілю проводимо кола
радіусами і
будуємо обвідну цих кіл, яка і буде практичним (робочим) профілем кулачка.
Слід
зазначити, що в кулачку центрального кулачкового механізму фазові кути і кути
відповідних профілів збігаються, а в кулачках позацентрових кулачкових
механізмів кути профілів віддалення і наближення залежно від величини і
напрямку ексцентриситету можуть бути як більшими, так і меншимивідповідних
фазових кутів.
6.
Для побудови практичного профіля кулачка проводимо
коло радіусом ролика, яке повторюємо багаторазово, прийнявши за центр лінію
теоретичного профілю. Будуємо еквівалентний профіль, який є практичним
профілем.
5. Аналітичне визначення
радіуса-вектора теоретичного профілю кулачка
Вихідні
дані: = 20;
=30о
(0,524 рад);
R0
= 34мм; =270о
(4,7рад);
Вихідні данні: R0 = 34мм, e = 10мм, j в = 115°(2рад.),
j = 25° (0.35 рад.),
j н =
130° (0.35 рад.) Sm = 20мм, rр
= 0 мм
Для даного закону руху коефіцієнти переміщення
y і швидкості d вибираємо із таблиці. При
К = j / j в = 100 / 115
= 0,87; y = 0,870; d = 1.8
Переміщення S і аналог швидкості при повороті і кулачка на кут j =100
°:
S = (y ∙ Sm) = 0,870 ∙ 20 =17,4мм;
=
d ∙ = 1.8∙ = 18мм.
Визначаємо S0, J:
S0 = R02 – e2 = 342 – 102 =32,5 мм;
tg J =
== 0.21;
J =
аrctg 0. =12°4`25,79``.
Визначаємо кут g - кут між радіусом – вектором теоретичного
профілю і напрямом рушу штовхача
Страницы: 1, 2, 3, 4
|