Продолжение таблицы 9.1
|
№ п/п |
Параметр Обозна-
|
Числовые значения для вариантов | ||||||||
|
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 | |||
|
1. |
Ход толкателя, мм |
h |
22 |
37 |
25 |
40 |
27 |
38 |
3 |
32 |
|
2. |
Фазовые углы |
у |
70 |
80 |
90 |
60 |
80 |
90 |
60 |
90 |
|
|
|
д |
20 |
45 |
30 |
30 |
45 |
30 |
25 |
20 |
|
|
|
с |
75 |
100 |
150 |
75 |
90 |
80 |
100 |
120 |
|
3. |
Положения звеньев, |
1 |
160 |
160 |
170 |
170 |
170 |
180 |
180 |
180 |
|
|
град |
2 |
90 |
90 |
80 |
90 |
85 |
75 |
90 |
75 |
|
|
|
3 |
300 |
300 |
320 |
300 |
320 |
300 |
320 |
330 |
|
|
|
1 |
120 |
100 |
135 |
140 |
100 |
110 |
120 |
100 |
|
|
|
2 |
90 |
90 |
90 |
90 |
90 |
90 |
90 |
90 |
|
|
|
3 |
30 |
45 |
30 |
30 |
25 |
30 |
25 |
45 |
|
4. |
Длина кривошипа, м |
l1=r |
260 |
380 |
270 |
330 |
280 |
320 |
290 |
300 |
|
5.
|
Угловая скорость кривошипа, рад/с
|
|
8,5 |
6 |
8,2 |
7,2 |
10,1 |
12 |
11,5 |
8 |
|
6.
|
Погонная масса звеньев 1 и 3, кг/м |
|
10 |
8,5 |
9 |
9,5 |
8 |
12,5 |
7 |
7,5 |
|
7. |
Масса шатуна, кг |
m2 |
9 |
8,5 |
8 |
10 |
7 |
9,5 |
6 |
6,5 |
|
8.
|
Момент инерции шатуна, кг. |
IS2 |
1,4 |
2,2 |
1,5 |
2,5 |
1,7 |
2,3 |
1,8 |
2,0 |
|
9.
|
Максимальная сила сопротивления, Н |
max Pпс |
970 |
800 |
920 |
770 |
900 |
810 |
850 |
820 |
|
10. |
Положения механизма |
|
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
|
для построения планов |
|
6 |
7 |
8 |
9 |
11 |
0 |
2 |
3 |
|
|
сил |
|
8 |
10 |
11 |
0 |
2 |
4 |
5 |
6 |
|
11. |
Расстояние до центров тяжести звеньев |
AS1 = 0,5l1; CS3 = 0,5l3; BS2 = l2/4; CS2 = 0,85 l2 | ||||||||
|
12. |
Передаточное отношение редукторов |
Up |
19,5 |
18,1 |
20,5 |
17,2 |
21,5 |
19,0 |
21,0 |
20,5 |
|
13. |
Межосевые |
aw1 |
50 |
60 |
65 |
30 |
30 |
90 |
60 |
50 |
|
|
расстояния |
aw2 |
65 |
75 |
80 |
40 |
40 |
100 |
75 |
65 |
|
|
редуктора, мм |
aw3 |
85 |
95 |
100 |
75 |
75 |
120 |
100 |
85 |
|
|
|
aw4 |
- |
120 |
- |
85 |
- |
130 |
- |
105 |
ЗАДАНИЕ II. Выполнить синтез и анализ механизмов сенного пресса:
а) кулачкового механизма с плоским толкателем распределительного механизма двигателя (Рис. 9.5);
б) рычажного кривошипно-ползунного механизма сенного пресса (рис. 9.4);
в) рядного редуктора привода сенного пресса (Рис. 9.6).
Рис. 9.5. Схема кулачкового механизма и диаграмма аналога ускорения толкателя.
Рис. 9.6. Схема планетарного редуктора привода сенного пресса.
Рис.9.7. Схема рычажного кривошипно-ползунного механизма сенного пресса и диаграмма изменения усилия РПСполезного сопротивления в зависимости от перемещения ползуна 3.
Сенный пресс применяется для прессования сена или соломы в тюкм прямоугольной формы. Ползун 3, сжимающий сено камере 4, движется возвратно - поступательно. При движении ползуна слева направо происходит прессование сена, при движении справа налево – холостой ход. Кривошип АВ (звено1) кривошипно- ползунного механизма АВС получает движение от двигателя через зубчатый редуктор. Угловая скорость звена 1 равна w1При построении планов положении кривошипно – ползунного механизма сенного пресса и кинематических диаграмм для точки С звена 3 за нулевое (начальное) положение механизма принять его положение, соответствующее крайнему левому положению ползуна. Центры тяжестиS1 иS2 делят длины звеньев АВ и ВС пополам. ЦентрS3 тяжести ползуна находится в точке С. Исходные данные по вариантам приведены в таблице 9.2.
Таблица 9.2
|
№ п/п |
Параметр |
Обозна- чения |
Числовые значения для вариантов | |||||
|
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 | |||
|
1. |
Ход толкателя, мм |
h |
10 |
11 |
13 |
15 |
12 |
17 |
|
2. |
Фазовые углы толкателя,град |
φy |
90 |
60 |
90 |
75 |
60 |
120 |
|
|
|
φд |
120 |
100 |
75 |
110 |
90 |
60 |
|
|
|
φс |
40 |
40 |
40 |
30 |
30 |
30 |
|
3. |
Дезаксиал, мм |
e |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
-- |
|
4. |
Положения кривошипа (φ, град) и ползуна (АС,м) |
φ1 φ2 φ3 AC1 AC2 AC3 |
20 50 100 1,2 1,5 1,9 |
30 60 100 0,9 1,2 1,6 |
40 70 120 1,2 1,5 2,0 |
50 80 130 1,1 1,4 2,0 |
60 90 145 1,0 1,2 1,6 |
-- -- -- -- -- -- |
|
5. |
Коэфф-т изменения скорости хода ползуна |
|
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
1,8 |
|
6. |
Допустимый угол давления,град |
|
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
20 |
|
7. |
Длина кривошипа,м |
r |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
0,3 |
|
8. |
Угловая скорость кривошипа,рад/с |
w1 |
5,0 |
5,5 |
6,0 |
6,5 |
7,0 |
7,5 |
|
9. |
Положения механизма для силового анализа |
|
0 3 9 |
0 5 8 |
2 3 6 |
1 5 7 |
2 4 7 |
1 4 1 |
|
10. |
Масса звеньев,кг |
m1 |
5 |
6 |
7 |
6 |
7 |
8 |
|
m2 |
12 |
13 |
15 |
14 |
16 |
12 | ||
|
m3 |
20 |
22 |
22 |
28 |
25 |
25 | ||
|
11. |
Моменты инерции звеньев,кг · м2 |
|
0,02 |
0,015 |
0,025 |
0,015 |
0,03 |
0,035 |
|
|
|
|
1,58 |
1,4 |
1,98 |
1,85 |
2,82 |
4,35 |
|
12. |
Максим. Сила полезного сопротивления,кН |
|
3,0 |
4,0 |
3,5 |
5,0 |
4,5 |
5,2 |
|
13. |
Передаточное отношение редуктора |
|
20,0 |
18,0 |
16,0 |
22,4 |
25,0 |
28,0 |
Продолжение таблицы 9.2
|
№ п\п |
Параметр |
Обозна- чение |
Числовые значения для вариантов | ||||
|
6 |
7 |
8 |
9 |
10 | |||
|
1. |
Ход толкателя, мм |
h |
20 |
16 |
12 |
10 |
25 |
|
2. |
Фазовые углы |
y |
60 |
75 |
30 |
75 |
45 |
|
|
толкателя, град |
д |
75 |
120 |
120 |
150 |
140 |
|
|
|
c |
30 |
15 |
15 |
15 |
25 |
|
3. |
Дезаксиал, мм |
е |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
|
4. |
Положения кривошипа |
1 |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
|
|
(град) |
2 |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
|
|
|
3 |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
|
|
и ползуна (АС, м ) |
АС1 |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
|
|
|
АС2 |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
|
|
|
АС3 |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
|
5.
|
Коэффициент изменения скорости хода ползуна |
|
1,7 |
1,4 |
1,5 |
1,6 |
1,75 |
|
6. |
Допустимый угол давления, град |
д
|
25 |
30 |
35 |
20 |
40 |
|
7. |
Длина кривошипа, м |
г |
0,2 |
0,25 |
0,35 |
0,5 |
0,45 |
|
8.
|
Угловая скорость кривошипа, рад/с |
1
|
7,0 |
6,5 |
5,0 |
5,0 |
12,0 |
|
9. |
Положения механизма |
|
3 |
3 |
0 |
0 |
3 |
|
|
для силового анализа |
|
8 |
5 |
6 |
3 |
4 |
|
|
|
|
9 |
9 |
8 |
9 |
7 |
|
10. |
Масса звеньев, кг |
m1 |
5 |
6 |
6 |
5 |
4 |
|
|
|
m2 |
13 |
14 |
12 |
13 |
11 |
|
|
|
m3 |
20 |
24 |
23 |
21 |
18 |
|
11. |
Моменты инерции |
IS1 |
0,025 |
0,028 |
0,032 |
0,02 |
0,02 |
|
|
звеньев, кг-м2 |
IS2 |
2,35 |
2,65 |
3,11 |
1,90 |
1,0 |
|
12.
|
Максим, сила полезного сопротивления, кН |
max Pпс |
5,1 |
4,8 |
3,8 |
3,7 |
3,5 |
|
13.
|
Передаточное отношение редуктора |
|
25,0 |
22,4 |
16,0 |
18,0 |
17,5 |
ЗАДАНИЕ ІІІ.ВЫПОЛНИТЬ СИНТЕЗ И АНАЛИЗ МЕХАНИЗМОВ СТРОГАЛЬНОГО СТАНКА:
а)кулачкового механизма с плоским толкателем программного механизма главного движения (рис. 9.8).
б)зубчатого механизма главного движения (рис. 9.10);
в)зубчатого механизма привода главного движения (рис. 9.9).
Строгальный
станок содержит ползун 5, несущий резец.
При движении слева направо резец
совершает рабочий ход (строгание), при
движении справа на лево – холостой ход.
Кривошип АВ (звено 1) кулисого механизма
АВОСDполучает вращение
от электродвигателя через редуктор.
Угловая скорость звена 1 равнаw1. При определении массы и моментов
инерции звеньев 1,3,4 считает их однородными
стержнями с погонной массой
= 25кг/м. Массой ползуна (камня) 2 пренебречь.
При построении планов положений кулисого
механизма строгательного станка и
кинематических диаграмм для точкиDза начальное ( нулевое) положение принять
положение механизма, соответствующее
крайнему левому положению ползуна 5.
Исходные данные приведены в таблице 9.3
Рис. 9.8. Схема кулачкового
механизма и диаграмма
аналога ускорения толкателя.
Рис. 9.10. Схема кулисного механизма главного движения строгального станка и диаграмма изменения усилия резания Ррез в зависимости от положения резца.
ЗАДАНИЕ IV. Выполнить синтез и анализ механизмов качающегося конвейера:
а)кулачкового механизма устройства программного управления конвейера (рис. 9.11)
б)рычажного механизма (рис. 9.12);
в)зубчатого, редуктора привода конвейера (рис.9.13).
Рис. 9.11. Схема кулачкового механизма устройства программного уравнения и диаграмма аналога ускорения толкателя.
Рис. 9.12. Схема рычажного механизма
качающегося конвейера.
Рис. 9.13. Схема зубчатого редуктора.
Качающиеся конвейеры (грохоты) применяются
для транспортирования (просеивания) и
сепарации сыпучих и кусковых материалов.
Ползун 5 выполнен в виде лотка с отверстиями
в днище. Перемещение материала по лотку
5 происходит, когда силы инерции Fи=ma, действующие на частицы
материала, превышают силу трения
между лотком и материалом, т.е.fmg<maилиfg<a, гдеf– коэффициент
трения скольжения материала по желобу,а– ускорение желоба при отрыве от
него частиц материала. При движении
ползуна происходит сепарация малых
частиц материала через отверстие в
лотке (ползуне) и перемещение крупных
частиц в одну сторону лотка и сброс их
с него. Для сброса материала в одну
сторону колебания конвейера в разные
стороны не должны быть симметричны.
Вращение кривошипа 1 через зубчатый
редуктор осуществляется электродвигателем.
Угловая скорость кривошипа равнаw1. При построении планов положений
механизма и кинематических диаграмм
для точки Е за нулевое (начальное)
положение принять положение механизма,
соответствующее крайнему правому
положению ползуна (лотка).
При определении массы и моментов инерции
звеньев 1-4 считать их однородными
прямолинейными стержнями с погонной
массой
- 20кг/м.
Исходные данные приведены в таблице 9.4.
Таблица 9.4.
-
№
п/п
Параметр
Обозна-
чение
Числовые значения для вариантов
0
1
2
3
4
5
1.
Ход толкателя, мм
Smax
20
22
18
15
19
14
2.
Фазовые углы
y
60
70
75
90
100
110
толкателя, град
д
45
45
45
30
30
30
c
140
130
125
120
110
90
3.
Размеры звеньев
l1
0,09
0,10
0,11
0,12
0,14
0,10
рычажного
l2
0,38
0,46
0,42
0,46
0,28
0,45
механизма, м
l3
0,30
0,33
0,35
0,39
0,35
0,40
l4
1,4
1,5
1,4
1,5
1,6
1.5
x
0,30
0,34
0,32
0,33
0,32
0,35
y
0,06
0,06
0,05
0,06
0,04
0,05
4.
Частота вращения двигателя, об/мин
nд
1200
1360
1460
1350
1260
1260
5.
Частота вращения
кривошипа, об/мин
n1
60
68
73
70
63
63
6.
Масса ползуна, кг
m5
400
450
500
500
520
480
7.
Масса перемещаемого
материала, кг
mM
800
750
800
850
900
700
8.
Сила сопротивления при движении желоба, кН
слева - направо
РС1
1,5
1,4
1,2
1,5
1,4
1,5
справа - налево
РС2
4,0
3,8
3,5
4,0
3,9
4,0
9.
Положения механизма
2
3
4
5
6
7
для построения планов
3
4
5
6
7
8
ускорений и силового анализа
10.
Межосевые расстояния
aw1
100
90
40
60
90
100
редуктора, мм
а w2
120
100
60
80
120
120
а w3
140
120
80
100
110
100
а w4
150
100
100
80
80
90
а w5
--
--
--
--
--
--
Продолжение таблицы 9.4.
-
№
п/п
Параметр
Обозна-
чение
Числовые значения для вариантов
6
7
8
9
10
1.
Ход толкателя, мм
Smax
18
20
24
21
25
2.
Фазовые углы
y
120
150
140
120
120
толкателя, град
д
15
45
45
40
45
c
80
75
70
60
70
3.
Размеры звеньев
l1
0,12
0,14
0,12
0,10
0,11
рычажного
l2
0,55
0,53
0,45
0,38
0,42
механизма, м
l3
0,40
0,45
0,38
0,32
0,35
l4
1,5
1,6
1,5
1,3
1,4
x
0,41
0,40
0,35
0,29
0,30
y
0,07
0,07
0,06
0,05
0,04
4.
Частота вращения двигателя, об/мин
nд
1580
1470
880
1570
1440
5.
Частота вращения
кривошипа, об/мин
n1
79
74
50
80
85
6.
Масса ползуна, кг
m5
490
475
500
450
400
7.
Масса перемещаемого
материала, кг
mM
750
800
850
900
870
8.
Сила сопротивления при движении желоба, кН
слева - направо
РС1
1,5
1,6
1,5
1,4
1,2
справа - налево
РС2
4,0
4,5
4,0
3,5
3,2
9.
Положения механизма
8
9
3
4
2
для построения планов
9
10
5
2
5
ускорений и силового анализа
10.
Межосевые расстояния
aw1
60
100
75
90
70
редуктора, мм
а w2
80
120
90
100
120
а w3
75
90
100
120
80
а w4
90
75
80
140
145
а w5
100
--
75
120
--
ЗАДАНИЕ V. Выполнить синтез и анализ механизмов гусеничного трактора:
а)кулачкового механизма газораспределения (рис. 9.14);
б)рычажного кривошипно – ползунного механизма дизеля (рис. 9.16);
в)зубчатого редуктора трансмиссии трактора (рис. 9.15).
Рис. 9.14. Схема кулачкового механизма и диаграмма аналога ускорения толкателя.
Рис. 9.15. Схема зубчатого редуктора трансмиссии трактора.
Рис. 9.16. Схема рычажного кривошипно – ползунного механизма двухцилиндрового дизеля и диаграмма изменения давления в цилиндре в зависимости от положения ползуна (поршня) (индикаторная диаграмма).
Рычажный кривошипно-ползунный механизм двухцилиндрового четырехтактного двигателя внутреннего сгорания, в рассматриваемом случае дизеля, служит для преобразования поступательного движения поршней 3 и 5 во вращательное движение кривошипа 1. Цикл работы двигателя состоит из четырех последовательно следующих тактов: всасывание, сжатие, рабочий ход, выхлоп. Каждый такт сопровождается перемещением поршня на максимальную величину Smaxи соответствующим поворотом кривошипа на 1800. Следовательно, полный (динамический) цикл работы кривошипно-ползунного механизма двигателя равен двум оборотам кривошипа. Для уменьшения коэффициента неравномерности циклы работы цилиндров сдвинуты по фазе на 1800, (если в первом цилиндре всасывание, то во втором – сжатие и т.д.). Вращение от коленвала (кривошипа 1) к ведущим звездочкам гусеничного движителя передается через зубчатый редуктор. Клапаны системы газораспределения двигателя перемещаются кулачками, расположенными на валу двигателя.
При построении планов положение механизма за начало отсчета (нулевое положение) принять положение механизма, при котором поршень 3 находится в нижней мертвой точке (начало сжатия), и кинематические диаграммы строить для ползуна 3.
Массу кривошипа принять m1= 10 кг с центром тяжести в точке А.
Исходные данные по вариантам приведены в таблице 9.5.
Таблица9.5
|
№ п/п |
Параметр Обозна- чение |
Числовые значения для вариантов | |||||
|
0 |
1 |
2 |
3 |
4 | |||
|
1. |
Ход толкателя, мм |
Smax |
15 |
13 |
14 |
13 |
12 |
|
2. |
Фазовые углы толкателя, |
y |
120 |
90 |
120 |
105 |
90 |
|
|
град |
д |
30 |
45 |
30 |
45 |
30 |
|
|
|
c |
80 |
120 |
150 |
135 |
100 |
|
3. |
Средняя скорость ползуна, м/с |
Vcр |
14 |
12 |
13 |
15 |
16 |
|
4. |
Частота вращения |
n1 |
2200 |
2000 |
2100 |
2300 |
2400 |
|
|
коленвала, об/мин |
|
|
|
|
|
|
|
5. |
Отношение длины шатуна |
|
3,5 |
4,0 |
3,7 |
3,8 |
4,2 |
|
|
к длине кривошипа |
|
|
|
|
|
|
|
6. |
Положения для |
|
0 |
0 |
2 |
6 |
1 |
|
|
планов ускорений |
|
3 |
1 |
4 |
8 |
5 |
|
|
|
|
8 |
9 |
6 |
10 |
8 |
|
7. |
Положения для силового |
|
3,8 |
1,9 |
2,6 |
6,8 |
1.8 |
|
|
анализа |
|
|
|
|
|
|
|
8. |
Масса шатунов, кг |
m2=m4 |
2,9 |
4,2 |
3,6 |
4,2 |
4,5 |
|
9. |
Масса ползунов, кг |
m3=m5 |
3,0 |
3,5 |
3,2 |
3,8 |
4,2 |
|
10. |
Моменты инерции |
|
0,01 |
0,011 |
0,012 |
0,01 |
0,013 |
|
|
звеньев, кгм2 |
|
0,027 |
0,045 |
0,035 |
0,032 |
0,058 |
|
11. |
Максимальное давление в цилиндрах, МПА |
Pmax |
5,8 |
5,4 |
6,0 |
6,3 |
6,8 |
|
12. |
Диаметры цилиндров, мм |
D |
120 |
110 |
90 |
100 |
130 |
|
13. |
Передаточное число |
Uр |
16,5 |
14,5 |
17,0 |
18,0 |
19,0 |
|
|
редуктора |
|
|
|
|
|
|
|
14. |
Межосевые расстояния |
aw1 |
60 |
75 |
75 |
100 |
50 |
|
|
редуктора, мм |
aw2 |
80 |
90 |
100 |
120 |
150 |
|
|
|
aw3 |
100 |
120 |
120 |
130 |
100 |
|
|
|
aw4 |
90 |
140 |
135 |
140 |
90 |
|
|
|
aw5 |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
Таблица9.5
|
№ п/п |
Параметр Обозна- чение |
Числовые значения для вариантов | |||||
|
5 |
6 |
7 |
8 |
9 | |||
|
1. |
Ход толкателя, мм |
Smax |
10 |
15 |
14 |
13 |
12 |
|
2. |
Фазовые углы толкателя, |
y |
75 |
90 |
90 |
105 |
90 |
|
|
град |
д |
10 |
10 |
30 |
45 |
45 |
|
|
|
c |
120 |
120 |
150 |
120 |
150 |
|
3. |
Средняя скорость ползуна, м/с |
Vcр |
17 |
13 |
13,5 |
12,5 |
17 |
|
4. |
Частота вращения |
n1 |
2500 |
2200 |
2250 |
2100 |
2600 |
|
|
коленвала, об/мин |
|
|
|
|
|
|
|
5. |
Отношение длины шатуна |
|
4,1 |
3,9 |
4,0 |
3,6 |
3,75 |
|
|
к длине кривошипа |
|
|
|
|
|
|
|
6. |
Положения для |
|
0 |
6 |
2 |
1 |
0 |
|
|
планов ускорений |
|
5 |
8 |
7 |
6 |
5 |
|
|
|
|
10 |
0 |
11 |
11 |
11 |
|
7. |
Положения для силового |
|
5;1 |
6;8 |
2;11 |
1;6 |
6;11 |
|
|
анализа |
|
|
|
|
|
|
|
8. |
Масса шатунов, кг |
m2=m4 |
5,0 |
4,3 |
4,6 |
3,8 |
4,0 |
|
9. |
Масса ползунов, кг |
m3=m5 |
4,8 |
4,0 |
4,0 |
3,6 |
3,4 |
|
10. |
Моменты инерции |
|
0,01 |
0,1 |
0,012 |
0,009 |
0,013 |
|
|
звеньев, кгм2 |
|
0,045 |
0,03 |
0,04 |
0,02 |
0,06 |
|
11. |
Максимальное давление в цилиндрах, МПА |
Pmax |
7,0 |
4,4 |
5,0 |
4,8 |
6,6 |
|
12. |
Диаметры цилиндров, мм |
D |
140 |
100 |
110 |
120 |
85 |
|
13. |
Передаточное число |
Uр |
19,5 |
20,0 |
16,0 |
14,0 |
15,0 |
|
|
редуктора |
|
|
|
|
|
|
|
14. |
Межосевые расстояния |
aw1 |
60 |
95 |
45 |
120 |
80 |
|
|
редуктора, мм |
aw2 |
80 |
115 |
70 |
130 |
105 |
|
|
|
aw3 |
100 |
135 |
95 |
140 |
110 |
|
|
|
aw4 |
120 |
150 |
100 |
150 |
120 |
|
|
|
aw5 |
140 |
160 |
130 |
160 |
180 |