Механизм насоса с качающейся кулисой

 
 

2.4.2. Звено 3 – кулиса. 

Запишем уравнение  равновесия в векторной форме:

Для определения  реакции R₃₂ составим уравнение суммы моментов относительно точки 0₂:

[pr₂₃]=R₂₃/ =1885/20=94.5 мм.

.

2.4.3. Силовой анализ  кривошипа. Определение  уравновешивающей  силы и уравновешивающего момента.

                                                                        с. 260 [1]

Под действием  произвольно приложенной к начальному звену сил, в том числе и  сил инерции, начальное звено  в общем случае не находиться в  равновесии, так как при числе  подвижных звеньев, равном единице, и числе пар V класса, также равном единице, число  уравнений равновесия, которое мы можем составить на единицу меньше числа неизвестных, подлежащих определению, т.к. 3n-2p₅=3-2=1. Чтобы было равновесие, необходимо дополнительно ввести силу или пару сил, уравновешивающую все силы и приложенная к начальному звену. Эта сила и момент называются уравновешивающей силой и уравновешивающим моментом соответственно.

      Уравновешивающей силой и моментом являются реактивные силы или момент от той рабочей машины, которая приводится в движение рассматриваемым двигателем, т.к. коленчатый вал двигателя соединен с главным валом рабочей машины по средствам  зубчатой передачи, то в качестве уравновешивающей силы, приложенной к зубчатому колесу, сидящему на валу двигателя, будем иметь реактивную силу рабочей машины. Т.о. величина действия уравновешивающей силы полностью определяется конструкцией передаточного механизма оси машины.

      Запишем уравнение равновесия в векторной  форме:

 

Для того чтобы  найти уравновешивающую силу составим уравнение моментов относительно точки О₁.

      Из  плана сил определим реакцию  в точке O₁:

   R₁₀=

=20*102.8=2056 Н. 

2.5. Силовой анализ методом Жуковского.

                                                      с. 236 [1]

      Теорема Жуковского: если силу, приложенную в какой либо точке звена плоского механизма, перенести параллельно самой себе в одноименную точку повернутого на 90˚ плана скоростей, то момент этой силы относительно полюса плана скоростей будет пропорционален ее мощности.

Определение уравновешивающей силы методом Жуковского:

• Если при силовом анализе  не требуется определения реакций кинематических пар, то уравновешивающую силу можно определить методом Жуковского. Для этого необходимо построить повернутый на 90 план скоростей.
• В соответствующие точки этого плана параллельно самим себе перенести все силы и силы от пар сил.
• Составить уравнение суммы моментов относительно полюса.

Предварительно  найдем:

h₁=134 мм

h₂=17 мм

h₃=60,51 мм

h₄=73мм

h₅=113,75 мм

h₆=257 мм 

;

 

;

 

Погрешность вычисления уравновешивающей силы между  двумя способами:

 

 Н/м 
 

2.6. Потери мощности на трение в кинематических парах.

                                                            c. 212-229 [1] 

Трение представляет собой сложный комплекс механических, физических явлений, причем те или иные явления преобладают в зависимости  от условий при которых происходит процесс трения.

      Различают трение: сухое, жидкостное, полусухое  и полужидкостное.

      По  виду относительного движения различают:

а) трение-скольжение – внешнее трение при относительном  скольжении соприкасающихся тел.

б) трение качения  – внешнее трение при относительном  качении соприкасающихся тел.

        В механизмах трение возникает  только в кинематических парах.  В поступательной паре, возникающая в точке контакта, сила трения направлена в противоположную сторону относительного смещения трущихся поверхностей.

      Модуль  силы трения определяют по формуле  Fm=f*R_w, R_w- модуль результирующей силы.

   Работа  сил трения отрицательна.

   Трение  во вращательной паре: обычно во вращательной паре есть зазор, радиус цапфы меньше радуиса охватывающейся поверхности: f_вр^’=1.3f_пост.

   Потери  мощности на трение:

   поступательная  пара:

   вращательная пара: ,

где R_вр - реакция вращательной пары;

f=0.15- коэффициент трения;

r_цапф=0.024м- радиус цапфы;

=( ) – относительная угловая скорость.

      Вращательные  кинематические пары:

Пара О₁:

  ;

Пара А:

;

Пара О₂:

;

Пара С₃:

;

Поступательные  пары:

Пара А₃:

;

Пара С₅:

;

Пара Е:

 

2.7. Определение мгновенной полезной мощности на входном звене и мощность электродвигателя для привода механизма. 

 

Полная мощность механизма:

.

Мощность двигателя  определяется:

.