Расчет привода поперечно-строгального станка
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?ки, связанная с анализом нагруженности реального механизма представляет достаточно сложную проблему. Для упрощения ее решения в механизме с одной степенью свободы совокупность всех звеньев и усилий заменяют динамической моделью. Динамическая модель представляет собой одно звено - звено приведения с переменными инерционными характеристиками Iпр, находящимися в равновесии под действием момента движущих сил, приложенного со стороны привода, и определяемого силами полезных и вредных сопротивлений. Так как природа этих сил различна, то их целесообразно разделить на усилия, независимые от времени - силы статического сопротивления и усилия связанные с переменностью движения звеньев - силы динамического сопротивления. Соответственно, момент движущих сил, приложенный к кривошипу, определяется двумя составляющими:
где Fi - сила статического сопротивления, приложенная к i точке механизма;
Vi - линейная скорость точки;
w1 - угловая скорость кривошипа;
В нашем случае формула принимает следующий вид:
Мст= - [G2.Vd.cos(G2^Vd)/w1+G3.Vf.cos(G3^Vf)/w1+
+G5.VС5.cos(G5^VС5)/w1-Q.VС5/w1];
cos(G5^Vc)=0 во всех положениях, так как скорость Vc всегда перпендикулярна вектору силы тяжести G5.
Мст1= - (250*0,025*cos (140)+0+0-0)=3,83н*м.
- Таблица 3. Статический момент
Мст Н*мПозиция123456789101112Мст3.839.4564.56979.51277.60763.7893.34634.35381.31492.23172.02540.894
- 4.2 Определение движущего момента для преодоления сил динамического сопротивления Мдин(j)
- Силы инерции, также как и силы статического сопротивления могут быть приведены к кривошипу. Динамический момент найдем по формуле:
где w1 - угловая скорость кривошипа;
е1 - угловое ускорение кривошипа;
j - угол поворота кривошипа;
Jпр - приведенный момент инерции механизма;
Параметр Jпр определяется формулой:
где Vi - скорость полюса i-го звена механизма;
wi - угловая скорость i-го звена;
Ii - момент инерции относительно полюса i-го звена;
n - число звеньев механизма;
Так как угловая скорость кривошипа постоянна и не изменяется с течением времени, то угловое ускорение кривошипа равно нулю (е1=0). Тогда формула определения Мдин примет вид:
Где щ1= р*N/30=р*190/30=19,8 рад/с
Рассчитаем значения момента инерции для каждого из положения механизма. Запишем формулу определения Iпр в для нашего случая:
- где
- m2 - масса шатуна;
- m3 - масса кулисы;
- m5 - масса штанги;
- l2 и l3 - соответственно длины шатуна и кулисы
- кг*мРЖ
- Таблица 4. Приведенный момент инерции механизма
- Значение первой производной приведенного момента по углу поворота кривошипа можно определить приближенно, используя аппроксимацию первой производной из пособия [1].
где j(i+1),wi, Iпр(i+1), Iпрi - значения угла поворота кривошипа и приведенного момента инерции для i+1 и I положения кривошипа, соответственно.
- Iпр2 = (Iпр2 - Iпр1)/(р/6)=0,124 кг*мРЖ/рад
- Таблица 5. Первая производная приведенного момента
Iпр кг*мРЖПозиция123456789101112Iпр00,1240,2590,30,051-0,179-0,5660,2330,6510,315-0,442-0,462
- Рассчитаем динамический момент для каждого из положений кривошипа:
- Мдин2=0,5*щ1РЖ* Iпр2=24,518н*м.
Таблица 6. Динамический момент
- 4.3 Расчет КПД механизма
- Ранее момент движущих сил был определен в предположении, что кинематические пары механизма идеальны. "ияние сил трения учитывается с помощью КПД h.
- При последовательном соединении кинематических пар их общий КПД определяется следующим выражением:
- h=h1*h2*тАж *hm
- При параллельном соединении кинематических пар КПД определяется как произведение передаваемой работы данной кинематической паре и ее КПД деленное на общую передаваемую работу.
- h=((Аk*hk)/A);
- Если работа распределяется равномерно, то формула принимает следующий вид:
- h=hk/k;
- Выражение КПД получим с учетом следующих факторов:
- 1) В опоре кривошипа установлено два подшипника качения, которые работают параллельно.
- 2) Подшипники качения кривошипа и подшипник качения, соединяющий кривошип с шатуном, соединены последовательно.
- 3) Два подшипника качения образующие пару, в опоре кулисы установлены параллельно.
- 4) Два подшипника качения, установленные в месте соединения шатуна и кулисы, ползуна и штанги, установлены последовательно.
- 5) Ползун по направляющей, установлен последовательно.
Кинематическая схема для определения КПД механизма