Кинетостатический расчет механизма

Другое » Кинематическое и кинетостатическое исследование рычажных механизмов компрессоров » Кинетостатический расчет механизма

Кинетостатическим, в отличии от статического, называется расчет механизма с учетом сил инерции. Целью кинетостатического расчета является определение сил, действующих на звенья механизма, реакций в кинематических парах и затрат энергии, необходимой для приведения механизма в движении и выполнения им работы в соответствии с его назначением.

Для выполнения кинематического расчета необходимо иметь:

- планы скоростей и ускорений для заданного положения звеньев механизма;

- величину масс подвижных звеньев и моменты их инерции (для звеньев, совершающих вращательное движение);

- закон изменения силы полезного сопротивления при работе механизма.

Кинетостатический расчет начинается с выделения из механизма групп Ассура, являющихся статически определимой системой. Вначале рассматривается группа, к которой приложена сила полезного сопротивления. В рассматриваемом здесь примере безразлично с какой группы начинать расчет. Вместе с тем, для расчета группу необходимо изобразить на чертеже в таком положении, в котором она находится в механизме с соблюдением масштаба (допускается увеличить размеры звеньев с изменением масштаба изображения).

Для выделенной группы определяем действующие на ее звенья силы (рис 5).

Сила тяжести шатуна G2=m2g (H)

Сила тяжести поршня G3=m3g (Н)

Сила инерции шатуна Pu2=m2 аS2 [H]

Сила инерции поршня Pu3=m2 аВ [H]

Силы инерции приложены в центре масс и направлены против вектора ускорения центра масс.

К звену 2 необходимо еще приложить момент сил инерции

Мu2= - IS2·ε2 [H·м]

который направлен противоположно направлению углового ускорения ε2, о чем свидетельствует знак «минус» в правой части уравнения. Неизвестную реакцию со стороны отброшенного звена заменяем произвольно направленными составляющими R12n и R12t ,величина которых и их истинное направление определяется в процессе выполнения расчета.

Реакция R63 со стороны направляющих поршня 3 (стенок цилиндра) является геометрической суммой силы нормального давления N и силы трения F, направленной противоположно направлению относительной скорости. Реакция RG3 отклонена от силы N на величину угла φ (угол трения), тангенс которого равен коэффициенту трения f. При расчетах механизмов принимают f=0,1 (полусухое трение), следовательно φ=arctgf ≈6°

Реакция в точке "В", где осуществляется соединение шатуна с поршнем является внутренней силой и не влияет на равновесие сил, действующих на эту группу.

Силу полезного сопротивления Рс определяем с помощью индикаторной диаграммы в соответствии с процессом, происходящим в цилиндре компрессора (всасывание, сжатие, нагнетание).

После определения сил и приложения их к звеньям составляем условие равновесия в векторной диаграмме

(6)

Уравнении (6) содержит 3 неизвестных величины, направления которых заданы. Для решения уравнения (6) необходимо определить величину одного из неизвестных.

Исходя из существующей схемы действии сил на группу 2-3 удобно определить реакцию R12t из уравнения моментов сил, действующих на звено 2 относительно точки "В". Для составления уравнения моментов необходимо обозначить на чертеже 5 плечи сил в мм, а для перевода их в действительные размеры механизма умножить на масштабный коэффициент Kl. Знак момента сил выбирается произвольно. Примем в нашем случае положительное направление моментов против часовой стрелки.

Другие публикации:

Характеристика наливной станции, как объекта автоматизации
Количественные характеристики, используемые при проектировании информационного обеспечения задач Автоматизированное управление работой сортировочной системы требует соответствующего внутримашинного информационного обеспечения. В состав любого информационного обеспечения входят массивы информации, в ...

Разработка новой конструкции узлов крепления трубопровода
Чтобы предотвратить разрушение конструкции при работе в поле динамических нагрузок, необходимо осуществить ее демпфирование. Конструкторским бюро уже было предложено решение по демпфированию трубопровода в поперечных направлениях (см. п.2.1), поэтому требуется найти решение на демпфирование констру ...

Воздушный транспорт
Авиационный транспорт в Чили занимает ведущее место по перевозкам пассажиров на средние и дальние расстояния. Общий пассажиропоток в 2006 г. вырос на 5% по сравнению с прошлым годом и составил около 7604 тыс. чел. (4225 тыс. чел – международные рейсы, 3379 тыс. чел – внутренние). Объем грузовых меж ...