Исследование кривошипношатунного механизма (рис. 1). Для этого
 Скачать 1.3 Mb.
|
|
5.2. Определение уравновешивающей силы FУР методом построения рычага Жуковского. Для определения мгновенного значения уравновешивающей силы FУР выполняется построение рычага Жуковского, который строится на основании плана скоростей, развёрнутого на 900 по часовой стрелке, после чего на него переносятся все силы, действующие на механизм. Линия действия уравновешивающей силы FУР проходит через точку А, а ее направление выбираются произвольно. Если при последующем расчете выяснится, что значение FУР получилось со знаком «минус», то предварительно выбранное направление следует поменять на противоположное (рис.10). Затем составляется уравнение моментов сил относительно полюса pv (16), из которого определяют значение FУР. Здесь используется то же правило: любая сила или момент, вращающие звено по часовой стрелке относительно полюса, берутся с отрицательным знаком, вращающие против часовой стрелки – с положительным.  (16)отсюда находим мгновенное значение уравновешивающей силы:   . Рис.10. Рычаг Жуковского для первого положения механизма (в данном случае плечи hG2 и hG1, а также hF3 и hQ совпадают) Для вычисления мгновенного значения уравновешивающей силы FУР следует брать реальные значения сил в Ньютонах, а длины плеч из построения рычага Жуковского в миллиметрах чертежа. Уравновешивающий момент в данном случае определяется как произведение величины уравновешивающей силы на длину кривошипа ОА, Н*м:  , (15)Результаты расчета для всех пространственных положений механизма также сводим в таблицу 4 и определяем максимальные значения уравновешивающей силы FУРmax и уравновешивающего момента ТУРmax. Таблица 4 Результаты определения уравновешивающей силы FУР и уравновешивающего момента ТУР.
 ; .6. Прочностной расчет детали рычажного механизма. Определенные на предыдущем этапе скорости, ускорения и силы могут быть использованы для дальнейшего проектирования деталей механизмов и машин. Одним из расчетов, выполняемых на этапе проектирования, является прочностной расчет деталей. Прочностной расчет выполняется с целью определения минимальных размеров деталей при известных марках материала, из которого эта деталь будет изготовлена, или, наоборот, для подбора марки материала, при заданных размерах детали. По заданию к работе необходимо выполнить прочностной расчет шатунной шейки коленчатого вала (рис.11), определив ее минимальный диаметр d. На рис.11 показан внешний вид узла сопряжения «кривошип – шатун». Цифрами обозначены: 1 – коленчатый вал, 2 – шатун, 3 – нижняя головка шатуна, 4 – вкладыш, 5 – втулка. Нижняя головка шатуна болтами крепится к шатуну и через вкладыши, которые выполняют роль подшипников скольжения, крепится на шейке коленчатого вала. Две втулки удерживают шатун от осевого перемещения. По заданию марка материала коленчатого вала - конструкционная легированная сталь марки 40Х ГОСТ 1050-88. Механические характеристики стали 40Х: предел временного сопротивления после закалки в масле и отпуска [σв]=655 МПа, допускаемое напряжение на изгиб для валов и вращающихся осей [σи]= 65 МПа  Рис.11. Внешний вид узла сопряжения «кривошип – шатун». Рассчитаем шейку коленчатого вала на статическую прочность при изгибе. Рассчитываемую шейку можно рассматривать как свободно лежащую двухопорную балку (рис. 12, а) с одной сосредоточенной силой F, действующей со стороны шатуна. Для прочностного расчета используем максимальное значение уравновешивающей силы FУРmax, определенное на предыдущем этапе. Эпюра изгибающих моментов шейки представляет собой равнобедренный треугольник (рис. 12, б).  Рис.12. Расчетная схема (а) и эпюра изгибающих напряжений (б) в шейке. Максимальный изгибающий момент Ми определяется по формуле:  , (16)где L=0,12 м– длина шейки по заданию. Минимальный диаметр шейки находится из условия:  , (17)Список литературы 1. Тюняев, А.В. Детали машин [Электронный ресурс] : учеб. / А.В. Тюняев, В.П. Звездаков, В.А. Вагнер. - Электрон. дан. - Санкт-Петербург : Лань, 2013. - 736 с. - Режим доступа: https://e.lanbook.com/book/5109. - Загл. с экрана. 2. Тюняев, А.В. Основы конструирования деталей машин. Литые детали [Электронный ресурс] : учеб. пособие - Электрон. дан. - Санкт-Петербург : Лань, 2013. - 192 с. - Режим доступа: https://e.lanbook.com/book/30429. - Загл. с экрана. 3. Иванов, М. Н. Детали машин [Текст] : Учеб. для втузов / М. Н. Иванов ; ред. В. А. Финогенов. - 6-е изд., перераб . - М. : Высшая школа, 2000. - 383 с. 4. Упрощенный комплексный кинематический анализ механизма поршневого компрессора [Текст] : методические указания к изучению курса «Прикладная механика» / ПГУПС, каф. «Теория механизмов и робототехнические системы»; сост. А. С. Хрущев. - СПб.: ПГУПС, 2013. - 14 с. 5. Виноградова, Тамара Владимировна. Анализ приводов с плоскими рычажными механизмами железнодорожных машин, автоматики, ЭВМ и роботов [Текст] : учебно-методическое пособие / Т. В. Виноградова. - Санкт-Петербург : ПГУПС, 2012. - 54 с. ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I» (ФГБОУ ВО ПГУПС) Кафедра «Подъемно-транспортные, путевые и строительные машины» КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА по дисциплине «Механика» Вариант: Выполнил студент: группы Проверил: |