Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
П.З.doc
Скачиваний:
42
Добавлен:
27.03.2016
Размер:
3.71 Mб
Скачать

3.8. Силовий розрахунок паралелограмного механізму культиватора

При виконанні силового розрахунку необхідно розрахувати рівномірність ходу робочої секції відносно поля. Для цього необхідно розрахувати реакції, які виникають паралелограмній підвіски для трьох випадків:

- опірне колесо наїжджає на бугор до 10 см, а додаткове не торкається поверхні поля;

- додаткове колесо наїжджає на нерівність, опірне знаходиться в повітрі;

- нормальний хід секції, два колеса торкаються поверхні поля.

Розглянемо кожен з випадків (рис. 3.11):

а) N2 = 0, реакції додаткового колеса.

Рис. 3.11. Сили які діють на секцію під час ходу по поверхні поля

N1 – реакція опорного колеса;

N2 – реакція додаткового копіювального колеса;

Y1, Y2 – реакції в стрижнях паралелограма;

Rу ,Rх - складові R – питомого опору ґрунту; R = 1,32кН; R = 0,32кН;

α = 150 – кут нахилу паралелограмної підвіски до горизонту.

Складаємо рівняння рівноваги системи:

∑X = 0:

N1 – Rx – Gc – Y1 · sin - Y2 · sin= 0; (3.17)

∑Y = 0:

Ry + Y1 · cos+ Y2 · cos=0; (3.18)

∑MB = 0: Ry · 0,09 - Rx · 0,75 – Gc · 0,81 - Y1 · sin· 0,21 –

- Y1 · cos· 0,541- Y2 · sin· 0,21 - Y2 · cos· 0,373 = 0.(3.19)

; (3.20)

Ry · 0,09 - Rx · 0,75 – Gc · 0,81 – () · sin· 0,21 –

- () · cos· 0,541- Y2 · sin· 0,21 - Y2 · cos· 0,373 = 0; (3.21)

() · sin· 0,21 +() · cos· 0,541+

+ Y2 · sin· 0,21 + Y2 · cos· 0,373 = Ry · 0,09 - Rx · 0,75 – Gc · 0,81 =

1,32 · 0,09 – 0,32 · 0,75 – 0,6 · 0,81 = - 0,607;

() · (sin· 0,21 + Y1 · cos· 0,541) + Y2 · sin· 0,21 + Y2 · cos; (- Ry - Y2 · cos) · (0,577) · cos+ Y2 · sin· 0,21 · cos+ Y2 · cos· 0,373 · cos= - 0,607· cos;

(- Ry - Y2 · cos) · (0,577) + Y2 · sin· 0,21 · cos+ Y2 · cos· 0,373 · cos= - 0,586;

- 0,735 - Y2 · cos· 0,577 + Y2 · sin· 0,21 · cos+ Y2 · cos· 0,373 · cos= - 0,586;

- Y2 · cos· 0,577 + Y1 · sin · 0,21 · cos+ Y2 · cos· 0,373 · cos=

- 0,586 + 0,735;

Y2 · ( - cos· 0,577 + sin · 0,21· cos+ cos· 0,373 · cos) = 0,149;

Y2 · ( - 0,138 ) = 0,149;

Y2 = - 1,08 кН;

= - 0,286 кН;

N1 = Rx + Gc + Y1 · sin+ Y2 · sin; (3.22)

N1 = 0,32 + 0,6 – 0,286 · sin - 1,08· sin= 0,566 кН.

Звідси можна зробити висновок, що два стрижня підвіски працюють в цьому випадку на розтяг.

Рівняння рівноваги системи при N1 = 0:

∑X = 0:

N1 – Rx – Gc – Y1 · sin- Y2 ·sin= 0; (3.23)

∑Y = 0:

Ry + Y1 · cos+ Y2 · cos= 0; (3.24)

∑MB = 0: Gc · 0,4 + Rx · 0,46 + Ry · 0,09 - Y1 · cos· 0,541+

+ Y1 · sin· 0,79- Y2 · cos· 0,373 + Y2 · sin· 0,79 = 0. (3.25)

; (3.26)

Gc · 0,4 + Rx · 0,46 + Ry · 0,09 - () · cos· 0,541 +() · sin· 0,79- Y2 · cos· 0,373 + Y2 · sin· 0,79 = 0;

() · cos· 0,541 -() · sin· 0,79 + Y2 · cos· 0,373 - Y2 · sin· 0,79 = Gc · 0,4 + Rx · 0,46 + Ry · 0,09;

() · (cos· 0,541 - sin· 0,79) + Y2 · cos· 0,373 -Y2 · sin· 0,79 = 0,6 · 0,4 + 0,32 · 0,46 + 1,32 · 0,09;

() · (0,318) · cos+ Y2 · cos· 0,373 · cos- sin· 0,79 · cos;

(- 1,32 - Y2 · cos)·(0,307)+Y2 · cos2· 0,373 - Y2 · sin·0,79· cos= 0,506;

0,405 - Y2·cos· 0,373 + Y2 · cos2· 0,373 - Y2 · sin· 0,79· cos= 0,506;

Y2 ·( - cos· 0,373 · cos2· 0,373 - sin· 0,79· cos) = 0,911;

Y2 · (0,147) = 0,911;

Y2 = 6,79 кН;

= - 8,16кН;

- N2 = 0,566кН.

Звідси робимо висновок, що в цьому випадку на регулювальний гвинт буде найбільше зусилля на стискання.

Розраховуємо реакції для третього випадку.

в) N1 = N2

∑X = 0:

N1 + N1 - Rx – Gc – Y1 · sin- Y2 ·sin= 0; (3.27)

∑Y = 0:

Ry + Y1 · cos+ Y2 · cos= 0; (3.28)

; (3.29)

Рівняння рівноваги:

N1 + N1 - Rx – Gc – () · sin - Y2 ·sin = 0; (3.30)

() · sin + Y2 · sin = N1 + N1 - Rx – Gc; (3.31)

(- Ry - Y2 · cos) · sin· cos+ Y2 ·sin· cos= - 0,354 · cos;

(- Ry - Y2 · cos) · 0,25 + Y2 · 0,25 = - 0,342;

- 0,33 - Y2 · cos· 0,25 + Y2 · 0,25 = - 0,342;

Y2 ( - cos · 0,25 + 0,25 ) = - 0,012;

Y2 (0,0085) = - 0,012;

= - 0,43 кН;

N1 = 0,283; N2 = 0,283.

В цьому випадку реакції будуть направлені в різний бік. Після визначення реакції переходимо безпосередньо до визначення рабочего ходу штока стяжной гайки. Для цього будуємо дві кінематичні схеми: опорне колесо на бугрі та додаткове колесо на бугрі.

ав – АВ = 2 мм ·10 = 20 мм – максимальна довжина розтягання.

АВ – ав = 38 – 35 = 3 · 10 = 30 мм – максимальне стиснення стяжного гвинта.

20 + 30 = 50 мм – робочий хід штока.

Якщо відомо максимальне зусилля Y1 = 8,16 кН і робочій хід штока 50 мм, можна розрахувати силову пружину.

Попередньо задаємо значення індекс пружини С = 10.

Визначаємо коефіцієнт k;

(3.32)

Із умов попередньо обираємо величину середнього діаметра пружини D = 30мм. Задаючись значенням допустимого напруження 4000 кг/см, визначаємо діаметр дроту:

; (3.33)

Найдене значення приведене до найближчого великого значення. Приймаємо d = 3 мм. Перевіряємо попередню оцінку індексу пружини З = D/d = 30/3 = 10/3 = 10. Визначаємо необхідне значення одержання заданого прогину λ число робочих гвинтів: λ = 30 мм;

; (3.34)

де G – модуль зрушення (G = 8 · 105кгс/мм);

; (3.35)

Приймаємо i = 11,0 - число робочих гвинтів.

Визначаємо довжину пружини в стислому стані:

Lсж = tсж ( i – 2 ) + d (iОП + 1); (3.36)

де tсж = d + S – кількість витків у стислому стані (S = 0,5мм);

tсж = 3,5мм; іоп – число опорних витків іоп = 3;

Lсж = 3,5 · ( 18,5 – 2 ) + 3 · (3 + 1) = 43,605мм;

Довжина пружини у вільному стані:

L = Lсж + λ = 43,605 + 30 = 73,605мм;

Визначаємо крок робочих витків у вільному стані:

; (3.37)

приймаємо t = 7.

Після проведених розрахунків діаметр пружини дорівнює D = 30 мм; діаметр дроту 3 мм; довжина пружини у вільному стані L = 74 мм.