Контрольная работа по "Механике"

МІНІСТЕРСТВО  ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

«ХАРКІВСЬКИЙ  ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ»

 

 

 

 

 

                                            Контрольна робота

по курсу

механіки

     

 

 

 

 

 

Виповнив: ст. гр. Н-12

Аргунов О.А.

Прийняв:

доц. Музикін

 

 

ХАРКІВ 2013

 

 

 

 

Схема ПМ01 
Варіант 3 
Вхідні дані 

Параметри	Позначення	Величина
Кутова швидкість кривошипа	ω2, c-1	15
Хід плунжера	Sn, мм	125
Довжина шатуна	L3, мм	270
Маса шатуна	m3, кг	0,8
Маса повзуна	m4, кг	1,5
Діаметр циліндра	D, мм	67
Тиск при всмоктуванні	Pmin, МПа	0,03
Тиск при нагнітанні	Pmax, МПа	0,85
Момент інерції шатуна	JC3, кгм2	0,08
Строк служби	T, год	5000

 
Ступінь рухливості  плоского механізму визначається за формулою Чебишева:

, 

Де  – кількість ланок; , 0,  - кількість нижчих и вищих кінематичних пар відповідно

Законом руху виконавчої ланки визначається шляхом використання графічного методу(метод  зарубок). Для цього треба вибрати  масштабний коефіцієнт довжини: 

Далі визначаємо величину відрізів, якими зображуються розміри ранок  механізму на кресленні: 

 мм, мм

Виберемо початкове положення точки , проведемо траєкторію точки А, що зображує коло, і побудуємо фіксовані положення кривошипа , число положень кривошипа. 
Вимірюємо: 
 
11 мм; 
42 мм;

 79 мм; 
96 мм. 
Зміна кута повороту:

; за час : c. 
Побудуємо план механізму для к-фіксованих положень точки В. Побудуємо діаграму переміщень точки В повзуна залежно від положень кривошипа. 

Переміщення точки В на діаграма фіксованих положень кривошипа. 

 

 

 
Оскільки діаграма положень повзунка симетрично відносно  
4 – 4’, 5 – 5’=3 – 3’, 6 – 6’= 2 – 2’, 7 – 7’= 1 – 1’ 

 

 

 
 
 

З діаграми навантажень маємо 
²

 
 
середнє значення сили корисного опору  на розглянутої ділянці, яке визначається по навантажувальній діаграмі

Визначаємо швидкість точки  А, В, S і кутові швидкості шатуна В для заданого положення механізму К=.  За теоремою Ейлера запишемо: знаходиться на лінії  ОВ; і його напрямок визначається напрямком оберту кривошипа. Параметри , підкреслені однією рискою відомо за напрямком, двома за модулем та напрямком. Обчислимо лінійну швидкість точки А кривошипа за напрямком обертання.

 

Побудуємо суму векторів у масштабі. Одержаний векторний трикутник  і с план швидкостей.

 

 
З плану швидкостей знаходимо:

 

 

 

 

 

Кутові швидкості ланок:

 
Ѡ₂ – задана; 

Кутова швидкість  визначається за напрямком швидкості .

Визначаємо лінійні прискорення A, B, S і кутові прискорення шатуна AB і повзуна В для заданого положення механізму.

Лінійні прискорення точки А  кривошипа:

 

 

Лінійне прискорення точки В  кривошипа:

    паралельна OB;

; 

 паралельна  АВ спрямована з В до А;  перпендикулярно АВ

 

Побудуємо суму векторів у масштабі. Одержаний векторний багатокутник і є план прискорень, визначимо прискорення В:

= + +

Масштаб плана прискорень:

 

З плану швидкостей знаходимо:

 

 

 

Кутові прискорення ланок:

 

Кутове прискорення  співпадає з напрямком

Визначимо врівноважуючи силу на відомій  ланці механізму  – (з діаграми навантаження)

Визначимо сили ваги шатуна і повзуна:

 

Визначимо сили інерції центру мас  шатуна і повзуна:

 

Напрямок протилежний напрямку прискорень відповідних центрів мас.

Визначимо - момент сил інерції шатуна;

 

Напрям  протилежний напряму кутового прискорення шатуна. Замінимо на пару сил

 

Побудуємо важіль Жуковського і  визначимо силу, що врівноважує ведучу ланку механізму. Для цього повернемо  план швидкостей для заданого положення  механізму на кут 90° і накладемо  на нього всі сили, що діють у  відповідних точках механізму.

Умова кінетостатичної рівноваги для важеля Жуковського

;

де: – плече розглянутої сили щодо полюса.

 

Знаходимо силу Fур:

= 

Визначимо вплив сил інерції  та ваги на зріноважувальну силу:

;

 

 

У випадку, якщо вплив сил інерції  і сил ваги ланок не перевищує 10%, для спрощення розрахунку дозволяється враховувати тільки силу корисного  опору.

Визначимо потужність привода механізму. Потужність на ведучій ланці для  кожного фіксованого положення  механізму N1,…N8 :

 

 

 

 

 

 

 

де  – час повороту кривошипа на кут :

 – переміщення точки  прикладення сили на розрахунковій  ділянці з точки і до точки  і+1 за час :

 

;

 мм

 мм

 мм

 мм

;  ;  ; 

 – коефіцієнт корисної  дії механізму;

 – середнє значення  сили корисного опору на розглянутій  ділянці, яке визначається по  навантажувальній діаграмі. З діаграми  положень маємо:

Fnc1 = 2.995 кН; Fnc5 = 0.10571 кН;

Fnc2 = 2.995кН; Fnc6 = 0.10571 кН;

Fnc3 = 2.995кН; Fnc7 =0.10571 кН;

Fnc4 = 2.995кН; Fnc8 = 0.10571 кН;

 

Основні технічні характеристики механізму:

 

Визначимо коефіцієнт перевантаження:

 

Масштаб побудови діаграми потужності:

 

За середнім значенням отриманої  потужності (кВт), коефіцієнта 1.54 перевантаження і кутової швидкості   (1/с) можна вибрати привод із двигуном для забезпечення технологічного процесу.