Материал: Кинематический, силовой и динамический расчёт механизма качающегося конвейера

.6 Построение графика энергомасс

График энергомасс строиться исключением параметра φ из графиков  и  (рис. 10). Ось ординат графика энергомасс обозначаем . График  повернуть на 90˚, чтобы его ось абсцисс направилась вниз, а ось ординат - вправо. Проведя вертикали через концы 0.1,2....,12 повернутых ординат графика  и горизонтали через концы 0,1,2,..,12 ординат графика, находим точки пересечения одноименных вертикалей и горизонталей и обозначим их соответствующими номерами 0,1,2,...,12. Соединяя последовательно полученные точки, строим линию графика энергомасс.

Рис. 10. Построений графика энергомасс.

.7 Расчет углов наклона касательных к графику энергомасс

Определяем максимальное и минимальное значения угловой скорости входного звена.

, (2.4)

. (2.5)

δ =0,05 - коэффициент неравномерности движения.

Определяем углы касательных к диаграмме энергомасс.

, (2.6)

, (2.7)

где - масштаб по оси абсцисс графика энергомасс;

- масштаб по оси ординат графика энергомасс.

Далее проводим касательные под углом относительно оси абсцисс к верхней части кривой графика энергомасс в направлении справа вниз налево, под углом, относительно оси абсцисс к нижней части кривой в том же направлении.

.8 Определение момента инерции маховика

Проведенные к графику энергомасс касательные до пересечения с осью  отсекают на ней отрезок =52,71мм, по которому определяется момент инерции маховика, установленного на валу входного звена

. (2.8)

Выразим вес обода через его объем и удельный вес и введя обозначения (b- ширина венца обода маховика); (h- высота венца обода маховика)

м, (2.9)

где - удельный вес материала = 73000Н/м³(для чугунного маховика);

h=0.0636м, b=0.0318м. По полученным данным строим эскиз маховика.

.9 Построение диаграммы изменения угловой скорости

Для построение диаграммы необходимо вычислить фактическую угловую скорость входного звена по формуле

 , (2.10)

в которой  - приведённый момент инерции механизма в положении максимума угловой скорости, кгм²; - работа в той же точке, Дж; - работа в текущем положение механизма, Дж; - приведённый момент инерции механизма в его текущем положении, кгм².

Для выполнения расчёта необходимо в каждом из двенадцати положений механизма определить по диаграмме энергомасс разность ординат , предварительно отметив точку касательной, соответствующей  с кривой графика энергомасс (рис. 11) (эта точка на рис. 10 отмечена звёздочкой). По абциссе точки касания  определяется первое слагаемое числителя подкоренного выражения (2.10), и с учётом разности ординат , выполняются дальнейшие расчёты [2].

Рис. 11. К определению фактической угловой скорости выходного звена.

Результаты расчёта угловой скорости представляются в виде графика (рис. 12), на котором по оси абцисс откладываются положения механизма 0, 1, 2, …, 12, а по оси ординат - значения разности  [2]. Расчёты угловой скорости и изменения угловой скорости приведены в таблице 4.

Рис. 12. График фактической угловой скорости входного звена.

Таблица 4

3. Силовой расчёт механизма

Задачей силового расчёта является определение сил действующих на звенья в кинематических парах, решают вопросы об уравновешенности механизма.

В силовом расчёте кинематическую цепь разбивают на группы Ассура, которые являются статически определимыми. Расчёт ведётся путём последовательного рассмотрения условий равновесия каждой группы, начиная с наиболее удаленной от исходного механизма, последним рассчитывается ведущее звено.

Определение реакций в кинематических парах механизма ведем без учета трения методом планов сил при постоянной угловой скорости кривошипа.

.1 Силовой расчет группы Ассура второго класса пятого вида 4 и 5 звеньев

Силовой расчет механизма ведем для положения № 1, для которого построен план ускорений. Изображаем схему нагружения в масштабе μ_l=0,002м/мм, сохраняя положения звеньев, сила сопротивления . Прикладываем силу веса  и силу инерции .

Со стороны отброшенных звеньев в поступательной паре прикладываем неизвестную реакцию  перпендикулярно направляющей ползуна и в шарнире С прикладываем также неизвестную реакцию , перпендикулярную коромыслу (рис. 13).

Рис. 13. Схема нагружения 4 и 5 звеньев.

Для того, чтобы определить  и , запишем уравнение равновесия все группы в векторной форме

. (3.1)

Векторы сил, известные по величине и направлению, подчеркнуты двумя чертами, известные только по направлению линии действия одной, в данном случае это силы  и  (рис. 14).

Рис. 14. Пример построения плана сил выходного звена механизма.

Для построения плана сил определяем масштабный коэффициент плана сил , а отрезки, выражающие векторы сил на плане, получаются делением натуральных значений на масштаб плана.