ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.07.2025

Просмотров: 362

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

За время рабочего хода изменение кинетической энергии механизма

составляет:

= д ∙

полезн − тр.р

. = д ∙

.

− . .

За время холостого хода изменение кинетической энергии механизма составит:

Задача №4

Выходное звено механизма, показанного на рисунке 9, совершает возвратно-поступательное (или возвратно-вращательное) движение и нагружено на рабочем ходу постоянной силой Fc (или моментом Tc) полезного сопротивления. На холостом ходу, при обратном направлении движения и при неподвижном состоянии выходного звена, полезное сопротивление отсутствует, но продолжают действовать вредные сопротивления. Учитывая трение в кинематических парах, и зная КПД η механизма, определить:

1)движущий момент д, постоянный по величине, который нужно приложить к входному звену при установившемся движении с циклом, состоящим из рабочего и холостого ходов;

2)работы сил трения на рабочем и холостом ходах, считая, что вредное сопротивление постоянно на каждом из ходов, но на рабочем ходу оно в три раза больше, чем на холостом;

3)изменение кинетической энергии механизма за время рабочего хода и за время холостого хода;

4)мощность, требуемуюω от привода при вращении входного звена со средней скоростью , средние (за полный оборот) мощность сил полезного сопротивления и мощность сил трения.

Решение задачи основано на уравнении движения механизма, устанавливающим связь между изменением кинетической энергии и работой сил (законе кинетической энергии). Работа сил и моментов определяется соответственно по линейным и угловым перемещениям звеньев, на которые они действуют, для чего нужно найти положение механизма при крайних положениях выходного звена. Перемещения звеньев, линейные и угловые, можно определить по чертежу, выполненному в масштабе, или рассчитать аналитически. Чтобы определить зоны рабочего и холостого ходов для входного звена, нужно учитывать связь движения с показанным направлением действия полезного сопротивления, которое на рабочем ходу должно препятствовать движению выходного звена. Размеры звеньев, согласно их обозначениям на схеме механизма (рисунок 10), и другие необходимые величины приведены в таблицах числовых данных (таблицы 10.1- 10.14), где

η– коэффициент полезного действия, а к схеме 4 рисунка 10 m – модуль реечного зацепления, z – число зубьев колеса. В схемах 5, 12, 13, 14 (рисунок 10) применено силовое замыкание звеньев (в виде пружины),

25


предупреждающее отход звеньев друг от друга. Пружина на схемах условно не показана и в расчетах, усилие пружины не учитывать. На схеме 11 (рисунок 10) представлена кинематическая схема мальтийского механизма.

П р и м е ч а н и е: Сначала необходимо построить механизм в масштабе в крайних положениях выходного звена и по заданным направлениям угловой

скорости входного звена

и постоянной силы Fc (или момента Tc) полезного

сопротивления установить рабочие и холостые ходы.

По этому чертежу графически и аналитически определяются линейные и

угловые перемещения звеньев:

φр

1) для входного звена его углы поворота на рабочем ходу

и на холостом

2) φх

;

ходу –

для выходного звена при его возвратно-поступательном движении

линейное перемещение, т.е. ход S, или при его возвратно-вращательном

движении угол размаха .

Таблица 10.1 – Числовые данные к рисунку 10, схема 1

Вели-

Варианты

чина

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

R, мм

50

690

55

65

70

75

80

85

90

95

100

ОА, мм

30

40

30

40

45

50

55

40

60

50

55

Fc, Н

50

60

70

80

90

100

110

120

100

100

80

η

0,7

0,72

0,72

0,7

0,65

0,6

0,5

0,6

0,65

0,7

0,72

ω1 , рад/с

10

15

20

25

20

20

25

20

15

10

15

Таблица 10.2 – Числовые данные к рисунку 10, схема 2

Вели-

Варианты

чина

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

ОА, мм

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

ОВ, мм

80

90

100

110

130

140

160

200

190

200

200

BD, мм

210

220

230

240

250

280

320

380

420

440

450

Fc, Н

1000

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1900

2200

2500

4000

η

0,6

0,55

0,65

0,62

0,58

0,56

0,6

0,62

0,65

0,58

0,56

ω1 , рад/с

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

Таблица 10.3 – Числовые данные к рисунку 10, схема 3

Вели-

Варианты

чина

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

ОА, мм

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

ОВ, мм

60

100

110

135

150

140

160

180

170

160

180

Fc, Н

500

800

900

1000

1100

1200

1300

1600

1800

2500

3500

η

0,65

0,7

0,72

0,75

0,74

0,73

0,7

0,68

0,65

0,6

0,58

ω1 , рад/с

10

13

15

18

20

22

24

26

28

30

32

26


Таблица 10.4 – Числовые данные к рисунку 10, схема 4

Вели-

Варианты

чина

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

ОА, мм

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

AВ, мм

50

55

65

80

90

95

100

110

120

130

140

m, мм

1,5

2

2

2,5

2,5

3

2

3

2,5

3

3

z

20

25

30

28

30

32

34

36

38

40

40

Tc, Нм

20

25

30

35

40

45

50

60

80

100

120

η

0,65

0,68

0,7

0,72

0,74

0,75

0,7

0,65

0,68

0,72

0,75

ω1 , рад/с

60

50

55

50

45

40

35

30

25

20

20

Таблица 10.5 – Числовые данные к рисунку 10, схема 5

Вели-

Варианты

чина

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

R, мм

30

35

40

45

50

55

60

65

60

55

50

ОА, мм

20

25

30

32

35

32

35

32

30

35

30

r, мм

5

6

8

10

10

8

10

12

10

8

10

Fc, Н

30

40

80

90

100

120

140

150

180

200

220

η

0,8

0,75

0,78

0,76

0,75

0,7

0,68

0,62

0,6

0,58

0,56

ω1 , рад/с

50

45

40

35

30

25

20

15

10

8

6

Таблица 10.6 – Числовые данные к рисунку 10, схема 6

Вели-

Варианты

чина

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

ОА, мм

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

200

ОС, мм

180

200

220

200

220

250

280

300

300

320

360

ВС, мм

140

160

190

200

220

230

280

220

250

280

300

АВ, мм

160

180

220

230

250

250

320

280

300

320

350

Tc, Нм

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

η

0,7

0,72

0,75

0,8

0,75

0,7

0,65

0,62

0,7

0,75

0,8

ω1 , рад/с

20

15

10

5

7

8

12

14

10

15

20

Таблица 10.7 – Числовые данные к рисунку 10, схема 7

Вели-

Варианты

чина

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

ОА, мм

30

40

35

45

50

55

60

65

70

75

80

ОВ, мм

90

100

120

130

120

180

150

200

140

180

200

Tc, Нм

50

70

90

120

140

160

180

200

220

240

260

η

0,62

0,65

0,68

0,7

0,65

0,6

0,58

0,55

0,5

0,65

0,7

ω1 , рад/с

10

15

18

20

14

13

12

10

8

9

10

27


Таблица 10.8 – Числовые данные к рисунку 10, схема 8

Вели-

Варианты

чина

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

ОА, мм

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

ОВ, мм

100

90

120

170

150

180

200

200

250

260

300

ВC=BD,мм

180

200

200

300

320

300

320

350

400

420

500

Fc, Н

120

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

η

0,6

0,62

0,65

0,7

0,68

0,65

0,62

0,68

0,7

0,68

0,62

ω1 , рад/с

40

35

30

25

20

15

10

8

6

8

10

Таблица 10.9 – Числовые данные к рисунку 10, схема 9

Вели-

Варианты

чина

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

ОА, мм

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

Fc, Н

150

200

250

300

350

400

450

500

600

700

800

η

0,7

0,68

0,65

0,62

0,6

0,62

0,65

0,68

0,7

0,65

0,62

ω1 , рад/с

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

15

Таблица 10.10 – Числовые данные к рисунку 10, схема 10

Вели-

Варианты

чина

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

ОА, мм

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

е, мм

10

15

20

25

20

15

10

15

20

25

20

АВ, мм

150

180

210

240

270

300

330

360

390

420

450

Fc, Н

500

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

2500

η

0,6

0,62

0,65

0,68

0,66

0,7

0,64

0,63

0,6

0,62

0,64

ω1 , рад/с

40

50

60

70

80

90

80

70

60

50

40

Таблица 10.11 – Числовые данные к рисунку 10, схема 11

Вели-

Варианты

чина

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

ОА, мм

60

70

80

90

100

120

140

160

180

200

220

ОВ, мм

120

140

160

180

263

326

368

225

253

282

310

Tc, Нм

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

2400

2600

η

0,58

0,6

0,62

0,64

0,66

0,68

0,7

0,6

0,62

0,64

0,66

ω1 , рад/с

1

2

3

2,5

3,5

4

4,5

3

2

1,5

1

Таблица 10.12 – Числовые данные к рисунку 10, схема 12

Вели-

Варианты

чина

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

R, мм

50

55

60

65

70

75

85

95

110

120

80

r, мм

30

35

40

40

45

40

50

50

55

65

45

e, мм

35

45

50

35

50

60

70

80

90

80

60

Fc, Н

150

160

180

200

220

230

250

270

300

350

200

η

0,55

0,6

0,62

0,65

0,7

0,68

0,65

0,62

0,6

0,58

0,55

ω1 , рад/с

2

3

4

5

4

3

2,5

2,2

1,8

2

2,5

28


Таблица 10.13 – Числовые данные к рисунку 10, схема 13

Вели-

Варианты

чина

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

R, мм

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

e1, мм

35

40

50

55

70

80

75

90

100

80

90

r0=r1, мм

25

30

25

30

20

25

30

20

25

30

25

m, мм

100

110

100

120

130

140

150

160

170

180

190

e2, мм

15

25

25

20

20

15

10

15

20

15

20

АВ, мм

80

90

85

100

110

120

140

150

140

140

150

Tc, Нм

150

140

130

150

200

210

220

230

240

260

300

η

0,55

0,58

0,6

0,62

0,65

0,68

0,7

0,68

0,66

0,62

0,6

ω1 , рад/с

5

6

7

6,5

5,5

7,5

8

8,5

9

9,5

10

Таблица 10.14 – Числовые данные к рисунку 10, схема 14

Вели-

Варианты

чина

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

R, мм

40

45

50

55

60

65

70

65

60

65

70

e, мм

20

30

30

40

50

45

60

40

50

35

50

r, мм

25

20

25

30

25

30

30

35

30

40

35

r0, мм

10

15

15

10

15

20

15

10

15

10

15

Fc, Н

200

250

300

350

400

450

500

550

600

550

500

η

0,58

0,6

0,62

0,65

0,7

0,72

0,68

0,65

0,62

0,6

0,58

ω1 , рад/с

5

5,5

6

6,5

7

7,5

8

8,5

9

9,5

10

Пример 4 Дано: ОА = 40 мм, ОВ = 100 мм, Tс = 70 Н∙м, η = 0,65,

ω1 =10

рад/с

(см. рисунок 9).

Определить:

1) движущий момент Тд, постоянный по величине, который нужно приложить к входному звену при установившемся движении с циклом, состоящем из рабочего и холостого ходов; 2) работу сил трения на рабочем и холостом ходах при Тр.х.= 3Тх.х, где Тр.х

момент сил сопротивления на рабочем ходу, Тх.х - момент сил сопротивления на

– изменение кинетической энергии механизма за время рабочего хода,

,– изменение кинетической энергии за время холостого хода;

4)Nпр – мощность, требуемую отп.привода. , при вращении входного звена со средней угловой скоростью , – среднюю (за полный оборот) мощностьхолостом∆ , ходу;

сил полезного сопротивления, Nтр – среднюю мощность сил трения.

Решение. 1) В выбранном масштабе строим схему механизма, показываем крайние положения выходного звена – кулисы ВА (рисунок 9). Определяем угол размаха кулисы β . Рассмотрим ВОА2, из которого определим значение угла β

sin

β

=

OA2

= 0,4

β

= arcsin 0,4 = 23036′

β = 47012′=0,82 рад.

2

BO

2

29