Определить кинематические па-раметры (максимальную скорость и ус-корение кузова, скорость и ускорение кузова при крайних положениях кри-
вошипа) кривошипного колебателя ма-
шины (рисунок 4.8).
Исходные данные:
Радиус кривошипа r = 165 мм, Длина шатуна l = 500 мм. Частота вращения n = 85 об/мин.
Решение.
При крайних положениях кузова угол
  
| поворота | кривошипа | равен | |||||
| Подставляем | эти | значения в | ||||||
| 1 – кривошип; 2 – шатун; 3 – рабочий орган, | 180. | |||||||
| (4.39) и (4.40), | предварительно вычис- | |||||||
| 4 – опора кривошипа; 5 – опоры | лив окружную | скорость по | известной | |||||
| Рисунок 4.8 – Кинематическая схема кривошипного | ||||||||
| формуле n. | ||||||||
| колебателя машины | ||||||||
30
n 858,9 с-1 ,30 30
a r sin t r sin 8,9 0,165 sin0 0 м/с, a r sin t r sin 8,9 0,165 sin180 0 м/с.
Ускорение кузова:
a 2 r cos t 2 r cos 8,920,165 cos0 13,07 м/с2, a 2 r cos t 2 r cos 8,920,165 cos180 13,07 м/с2.
Для определения максимальной скорости и ускорения кузова вычисляем безразмерный геометрический параметр механизма по (4.5):
r L 165500 0,33.
Скорость рабочего органа достигает своих максимальных значений при углах поворота кривошипа, один из которых (при рабочем ходе) определяется из уравнения:
2 cos2 cos 0,
| , | ||||
| cos | 1 1 8 | |||
а второй (при холостом ходе) – из условия:
| cos | ) | . | |||||||||||||||||||||
| (cos360 | |||||||||||||||||||||||
| Вычисляем значения угла поворота: | |||||||||||||||||||||||
| 1 8 0,33 | |||||||||||||||||||||||
| cos 1 | 1 8 | 0,28, | |||||||||||||||||||||
| 4 0,33 | |||||||||||||||||||||||
| 1 =73,7 | 73,7 | 283,3. | |||||||||||||||||||||
Подставляем эти значения в (4.39)
a r sin t r sin 8,9 0,165 sin73,7 1,41 м/с.
Расчёт и конструирование машин и аппаратов пищевых производств. Элементы теории и сборник задач Расчёт кинематических параметров кривошипных приводов
a r sin t r sin 8,9 0,165 sin283,3 1,41 м/с.
Вычисляем максимальные значения ускорения рабочего органа получаются с учетом:
| 0,125 r | 0,125 0,165 8,9 | (1 8 0,33 | ) | 2 | |||||||||
| (1 8) | |||||||||||||
| a 3max | a 4max | 3,056 м/с. | |||||||||||
| 0,33 | |||||||||||||
При оформлении решения задачи необходимо выполнить кинематическую схему с обозна-чением всех кинематических параметров.
Заключение:определены основные параметры кривошипного колебателя(преобразовате-ля движения), что позволяет перейти к конструированию привода машины.
Пример расчёта массы дебалансных грузов
Определить максимальную силу инерции кузова и массу дебалансного груза кривошипного колебателя машины (рисунок 4.9).
Исходные данные:
Радиус кривошипа r = 6,5 мм, Масса кузова m = 350 кг Частота вращения n = 85 об/мин.
1 – кривошип; 2 – шатун; 3 – кузов (рабочий орган), 4 – опора кривошипа; 5 – подвеска
Рисунок 4.9 – Совмещенная кинематическая и силовая схема уравновешенного кривошипного колебателя машины
| М | m r / R | 350 6,5 10 | |||||
| Г | Г | 70 кг, | |||||
| 32,5 10 3 | |||||||
Решение.
По формуле 4.41 найдем силу инер-
ции кузова: РИК m 2 r sin при этом максимальная сила инер-ции будет равна
| max | 180 Н, | ||||
| Рик | m r 3508,9 6,510 |
предварительно вычислив окруж-ную скорость по известной форму-
ле n 85 8,9с-1
30 30
По формулам 4.43, 4.44 опреде-ляем массу груза Мг.
где RГ – радиус вращения центра масс груза задается в пределах от 4 до 8 от радиуса кривошипа, принимаем RГ 5 r.
Для избегания значительных неуравновешенных сил в вертикальной плоскости массу вра-щающихся грузов берут 60 % от расчётной, т. о. МГ 42 кг.
Заключение:рассчитана масса вращающегося дебалансного груза кривошипного колеба-теля для частичного уравновешивания колебателя (преобразователя движения), что позволяет перейти к конструированию привода машины.
Расчёт и конструирование машин и аппаратов пищевых производств. Элементы теории и сборник задач Расчёт кинематических параметров кривошипных приводов
Задачи
4.6.1 Определить параметры (скорость и ускорение кузова при крайних положениях кривошипа) кривошипного колебателя машины (рисунок 4.8). Выполнить кинематическую схему с обозначением всех кинематических параметров.
Исходные данные приведены в таблице 4.1.
Таблица 4.1 – Исходные данные для расчёта
| Вариант | |||||||||||||
| Радиус кривошипа r, мм | |||||||||||||
| Длина тяги l, мм | |||||||||||||
| Частота вращения n, об/мин | |||||||||||||
| Вариант | |||||||||||||
| Радиус кривошипа r, мм | |||||||||||||
| Длина тяги l, мм | |||||||||||||
| Частота вращения n, об/мин |
4.6.2 Определить максимальную силу инерции кузова и массу дебалансного груза кри-вошипного колебателя машины (рисунок 4.9).
Выполнить совмещенную кинематическую и силовую схему с обозначением всех пара-метров. Исходные данные приведены в таблице 4.2.
4.6.3 Определить на какую величину изменится максимальная сила инерции кузова кри-
вошипного колебатель машины (рисунок 4.8), при изменении массы кузова на 25 кг. На сколько, при этом, необходимо изменить массу дебалансного груза.
Выполнить совмещенную кинематическую и силовую схему с обозначением всех пара-метров. Исходные данные приведены в таблице 4.2.
Таблица 4.2 – Исходные данные для расчёта
| Вариант | ||||||||||||||
| Радиус кривошипа r, мм | 6,5 | 7,5 | 7,8 | 6,5 | 7,5 | 7,8 | ||||||||
| Частота вращения n, об/мин | ||||||||||||||
| Масса кузова, mк, кг | ||||||||||||||
| Вариант | ||||||||||||||
| Радиус кривошипа r, мм | 7,5 | 7,8 | 6,5 | 7,5 | 7,8 | |||||||||
| Частота вращения n, об/мин | ||||||||||||||
| Масса кузова, mк, кг | ||||||||||||||
4.7 Контрольные вопросы
4.7.1 Преобразователи движения, разновидности, область применения.
4.7.2 Конструкция и принцип действия кривошипно-шатунного механизма.
4.7.3 Кинематические характеристики кривошипного привода.
4.7.4 Достоинства и недостатки кривошипного привода.
4.7.5 Методы уравновешивания при использовании кривошипно-шатунного механизма.
Расчёт и конструирование машин и аппаратов пищевых производств. Элементы теории и сборник задач Расчёт параметров инерционного привода
