Визначення роботи сил корисного опору, роботи рушійних сил та моменту рушійних сил

Відомо, що при обертальному русі робота механізму визначається за формулою:

,

де - момент сил, які виконують роботу ,

- кут повороту вхідної ланки.

Тому для отримання графіка роботи сил корисного опору будемо використовувати метод графічного інтегрування.

Графік функції приведеного моменту, який необхідно проінтегрувати по осі абсцис, розбивається на ряд рівновеликих ділянок (рис 8а.).

В курсовій роботі в якості цих ділянок можна використати інтервали кута повороту кривошипа, які відповідають 12 положенням механізму і т.д. Далі кожна ділянка кривої приведеного моменту на відповідному інтервалі кута повороту змінюється горизонтальною прямою таким чином, щоб площини заштрихованих фігур між проведеною прямою та кривою на відповідній ділянці проектується на вісь ординат та умовно позначається як . Після цього кожна з цих точок з’єднується з полюсом інтегрування К прямими відрізками . Потім в новій системі координат «робота – кут повороту кривошипа» () на кожній ділянці кута повороту () послідовно проводимо відрізки, які паралельні відрізкам , а саме на ділянці паралельно , ­ - , … і т.д. Отриману криву змінюємо плавною кривою і отримаємо результат графічного інтегрування – залежність роботи сил корисного опору від кута повороту кривошипа .

Масштабний коефіцієнт графіка роботи визначається:

кДж/мм,

де - полюсна відстань графічного інтегрування, мм;

- масштаб приведеного моменту;

- масштаб кутового переміщення кривошипа.

Наступним кроком буде побудова залежності - роботи рушійних сил від кута повороту кривошипа . Якщо момент рухомих сил є величиною постійною (саме таку характеристику мають асинхронні електродвигуни, тобто постійний крутний момент на валу), то залежність буде мати вигляд прямої лінії, яка з’єднує початок системи координат і кінець графіка у 12-му положенні механізму, тому що робота рушійних сил за цикл усталеного руху дорівнює роботі сили корисного опору (рис 8б).

Якщо графічно продиференціювати графік залежності , то отримаємо графік моменту рушійних сил (рис 8а). Для цього в системі координат з полюсу К проведемо пряму паралельно графіку роботи . Точка перетину попередньо проведеної прямої та осі ординат М дає значення моменту рушійних сил .

а)

б)

Рис 8. Зображення графіків роботи сил корисного опору, роботи рушійних сил та моменту рушійних сил

Вибір двигуна

Необхідну потужність двигуна Р_дв розраховують за номінальною потужністю,яка розвивається кривошипом О₁А.Двигун з’єднаний із кривошипом за допомогою привода,що містить у собі пасову передачу,стандартний одноступінчатий редуктор,муфту,вал на опорах з відкритою зубчастою передачею і служить для узгодження частоти обертання двигуна з частотою обертання кривошипа О₁А,а також підвищення моменту до значення,здатного перебороти силу корисного опору механізму.

Рис. Кінематична схема привода.

Кінематична схема привода:

1 – двигун,

2 – клинопасова передача,

3 – редуктор,

4 – муфта,

5 – відкрита зубчаста передача,

6 – кривошип ; I – IV – номера валів.

Орієнтовну потужність двигуна знайдемо із співвідношення

, =30,887 кВт.

де -потужність,що розвивається на кривошипі О₁А, кВт;

-ККД запропонованого в завданні привода

-ККД плоскопасової передачі =0,97;

-ККД стандартного одноступінчатого циліндричного редуктора =0,97

-ККД відкритої зубчастої передачі =0,95.

Тоді,маємо

=0,97 0,97 0,95=0,894.

кВт.

По знайденій потужності двигуна визначають його тип, що найбільше підходить для умов роботи.

Знаючи потужність електродвигуна, вибираємо асинхронний короткозамкнутий двигун серії 4А кліматичного виконання У, категорії 3 по ГОСТ 19523-81, загального застосування, призначені для тривалого режиму роботи від мережі змінного струму з частотою 1500 хв^-1.

Номінальна потужність Р дв, кВт	Марка двигуна	Асинхронна частота обертання , хв-1
	4A200M4H3

Марка двигуна

габаритні розміри, мм

монтажні на приєднувальні розміри, мм

4А200M2Y3

Підбір редуктора

Визначимо загальне передавальне відношення

;

де -частота обертання вала двигуна,

-частота обертання кривошипа О₁А.

Отримаємо:

Розбиваємо передавальне відношення по окремих передачах:

,

де = 2 - передавальне відношення пасової передачі.

= 2,24 - передавальне відношення стандартного редуктора.

= 2,6 - передавальне відношення відкрипої зубчастої передачі.

Потужність редуктора:

кВт,

де К_р = 2 – коефіцієнт умов роботи (неперервний режим роботи з сильними поштовхами).

Частота обертання швидкохідного вала редуктора:

хв^-1.

, тому виберемо редуктор ЦОН-20 зі швидкістю обертання швидкохідного вала і максимальною допустимою потужністю кВт на швидкохідному валу.

Розміри вихідного кінця швидкохідного валу редуктора: