Насос простого действия

 

 

                                                                                                 Таблица 1.7

    Длины отрезков, изображающих известные силы

 

Сила	R12 τ	G2	P2и	G3	R43	R03 τ
Модуль, н	1423	318	1947	440	1100	3329
Отрезок	fg	gh	hi	ik	kl	lm
Длина, мм	47,4	10,6	64,9	14,7	36,7	111

    

 

      6.  Строим  план сил группы в масштабе  К_P =30 н/мм  в соответствии с век-

  торным уравнением. Начинаем построение с отрезка, изображающего вектор

  силы  R₁₂ ^τ  (см построение плана сил группы Ассура II₁ (2,3)  на 1-м листе).

      7. На плане  сил замеряем отрезки ng и ln  и определяем модули реакций:

 

R₁₂ = (ng)· К_P = 112·30 = 3360 н

R₀₃ = (ln)· К_P =118·30 = 3540 н

 

      8.  Найдем реакцию во внутреннем шарнире группы. Для этого запишем век-

   торные уравнения  равновесия каждого звена группы  в отдельности: 

 

∑Р₍₂₎ = R₁₂ + G₂ + P₂^и +   R₃₂  = 0

 

∑Р₍₃₎ = R₂₃ + G₃ +   R₄₃  + R₀₃ = 0

 

Очевидно, что  R₃₂ = −  R₂₃

         На плане сил проводим отрезок, соединяющий точку n с точкой i, замеряем

 его и определяем  модуль реакции в точке В:

 

R₂₃ = (ni)· К_P = 70· 30 = 2100 н

 

 

1.6.4. Силовой  расчёт механизма I-го класса

 

Определим уравновешивающий момент на кривошипе M_УР и реакцию  R₀₁

    1. Для этого на 1-м листе построим схему нагружения кривошипа в масштабе

   К_S = 0,01 м/мм. На кривошип действуют: сила R₂₁ = − R₁₂ , уравновешивающий

   момент  M_УР  и реакция  шарнира R₀₁

 

   2. Составим уравнение моментов относительно точки О₁ :

 

∑М_О1 = R₂₁h₂₁K_S – M_УР = 0

 

       где h₂₁ = 25 мм – чертёжный размер плеча силы R₂₁ , определенный  замером  

   на схеме нагружения кривошипа. Из уравнения находим модуль уравновешиваю-

   щего момента:

M_УР = R₂₁h₂₁K_S = 3360·25·0,01 = 840 нм

 

    3. Запишем векторное уравнение равновесия сил, действующих на кривошип:

 

∑Р_(0,1) = R₂₁ + G₁ + R₀₁ = 0

 

    4. Зададим масштаб сил  К_P =30 н/мм и построим план сил кривошипа соглас-

        но  векторному уравнению. Замеряем  на плане сил отрезок sр  и находим

        модуль  реакции R₀₁:

R₀₁ = (sp)· К_P = 109· 30 = 3270 н

 

        На этом силовой расчет можно считать законченным.

 

 

 

 

 

 

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Расчёт маховика

 

        Целью расчета является определение геометрических размеров маховика,

при установке которого колебания  угловой скорости кривошипа уменьшаются

до заданного уровня  δ. Расчет проводится графо-аналитическим методом на основе использования диаграммы  энергомасс.

Расчет выполняем в следующей последовательности: 

 

2.1.  Определение приведённых факторов

 

Выбираем схему динамической модели с распределёнными факторами.

    В качестве  звена приведения выбираем кривошип (рис. 6):

где ω₁ – угловая скорость звена приведения;

J_пр – приведённый момент  инерции кривошипа;

, - приведённые моменты движущих сил и сил сопротивления.

 

 

 

 

  Рис. 6  Динамическая модель

 

       Используя результаты кинематического анализа, рассчитываем J_пр и

   для  исследуемого положения механизма.  Учитывая, что V_S3 =0,  G₄ =0,  J_S4 =0,

   записываем выражение для J_пр :

 

 

 

Выражение для  запишется в виде:

 

 

     _{Учитывая, что VS3 =0, VS5 =VC5 =V5 , G4 =0,  получим:}

 

2.2. Построение  диаграмм

 

   1.   По результатам компьютерного расчета для 12-ти положений строим график изменения приведенного момента сил сопротивления в зависимости от угла поворота кривошипа = f(φ) (см лист 2).  Масштабные коэффициенты   и   задаем согласно рекомендациям по выполнению курсового проекта:

 

 

 

     2.  Методом графического интегрирования графика = f(φ)  получаем график

  работы приведенных сил сопротивления  = f(φ) .  Базу интегрирования Н_F

  принимаем равной 70 мм.    

   Масштабный коэффициент работы (кинетической энергии) рассчитываем

  по формуле:

 

= = Н · · = 70· 0,035· 6 = 14,7   Dж/мм;

 

     3.  График работ движущих сил = f(φ) строится из условия равенства нулю

   изменения кинетической энергии за полный цикл периодически установившегося

   режима работы механизма:    Δ = + = 0, а также принятого допущения:

   = const.    Из формулы следует, что  = – ;     

   Строим графики работ движущих сил в отрицательной и положительной

   области. 

 

    4.  График изменения  кинетической энергии  Δ = f(φ)  внутри цикла строится

   как алгебраическая сумма работ сил движущих  и сил сопротивления для

   каждого положения механизма:     Δ = +  

 

    5.  По результатам компьютерного расчета для 12-ти положений механизма   

   строим график изменения приведенного момента инерции в зависимости от угла

  поворота кривошипа  J_пр= f(φ); задаем масштабный коэффициент приведенного

  момента инерции  :  

 

          Для  удобства дальнейших построений ось углов на графике  располагаем

  вертикально, а ось приведенных  моментов инерции располагаем  горизонтально.

 

6.   Диаграмму энергомасс  Δ = f( ) строим методом графического исключения параметра φ из графиков   Δ = f(φ)  и   = f(φ);

 

2.3. Определение момента инерции маховика и его размеров

 

 Используя диаграмму энергомасс, определяем момент инерции маховика.

 

        1.  По формулам рассчитываем  углы    и :

                                                                             

                              

 

                                                                 

 

        2. Под найденными углами проводим касательные к диаграмме энергомасс

(соответственно сверху и снизу);

         3.  Замеряем в мм отрезок  ab, который касательные отсекают на вертикаль-

             ной оси диаграммы; 

 

        4.  Рассчитываем требуемую величину момента инерции маховика сни- 

             жающего колебания угловой скорости до заданного уровня:   

        5.  Рассчитываем геометрические размеры маховика:

 

                                                     h = 0,2 = 0,2 · 1,17=0,234 ;

                                        b = 0.1 = 0,1 · 1,17=0,117 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 7 Эскиз маховика

Заключение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература

 

 

1. И.М. Белоконев, С.А. Балан, К.И. Белоконев   Теория механизмов и машин.

 Конспект лекций. М., «Дрофа», 2004г

2.  В.И. Пожбелко, П.Г. Виницкий, Н.И. Ахметшин  Курсовое проектирование по

    теории механизмов и машин. Учебное пособие для самостоятельной работы

    студентов. Часть 1. Челябинск, ЮУрГУ, 2003г

3.  И.И. Артоболевский    Теория механизмов и машин.   М., «Наука», 1988г

  4.  К.В. Фролов и др.  Теория механизмов и машин. М., «Высшая школа», 1999г

5.  Кореняко А.С. и др.  Курсовое проектирование по теории механизмов и  
     машин.  М., «Машиностроение», 1964г

  6.  Стандарт организации. Курсовое и дипломное проектирование. Общие

         требования к содержанию и оформлению.  Челябинск, 2008г.