расчеты механизмов

Расчеты механизмов

150 руб.

Описание товара

Расчеты механизмов

1 Расчеты рычажных механизмов

В результате проведения расчетов рычажного механизма необходимо определить размеры и взаимное расположение его звеньев, их кинематические параметры (скорость, ускорение), крутящий момент, приведенный к ведущему звену (кривошипному валу) обеспечивающий его работу в требуемом режиме и геометрические размеры его звеньев, позволяющие передавать возникающие при работе механизма усилия.

Методика выполнения кинематических и силовых расчетов рычажного механизма зависит от его типа, а прочностной расчет геометрических размеров входящих в него звеньев – от их конструктивного исполнения и направления сил и моментов, действующих на них. В общем, случае расчет рычажного механизма выполняется в следующей последовательности:

  • расчет размеров (длин), определение исходного и конечного положения звеньев механизма, а также величину перемещения и траекторию движения его выходного звена,
  • расчет скоростей и ускорений, возникающих в звеньях механизма,
  • расчет усилий, в том числе инерционных, действующих на звенья механизма и потребного крутящего момента приведенного к ведущему звену,
  • прочностной расчет звеньев механизма, (коленвал, шатун, ползун, шарниры),
  • прочие расчеты, определяемые спецификой конструкции и работы механизма.

1.1 Расчет конструктивных параметров звеньев рычажных механизмов.

Расчет основных, конструктивных параметров механизма выполняется конструктором на первом этапе разработке (обычно на этапе эскизного проекта) и в значительной степени зависит от выбранного на этапе поиска технического решения типа механизма. Целью его проведения является нахождение линейных размеров звеньев механизма, определяющих его кинематику.

Кривошипно-коромысловый механизм

1На Рис. 265 показана кинематическая схема кривошипно-коромыслового механизма. При его проектировании обычно задается длина коромысла DCb и угол его качения ψ, определяющий крайние положения выходного звена механизма, а также расстояние между осью А вращения кривошипа AB и осью D качания коромысла DC заданы, или определяются из конструктивных соображений, а расчетным путем необходимо определить плечо кривошипа r и длину шатуна l (см. Рис. 265а). Искомые размеры механизма рассчитываются на основании рассмотрения его крайних положений, показанных на Рис. 265б.

a1

Кривошипно-ползунный механизм

На Рис. 266а показана кинематическая схема кривошипно-ползунного механизма. При его проектировании обычно изначально заданы расстояние от плоскости перемещения ползуна до оси вращения кривошипа – e, расстояние от оси вращения кривошипа до оси соединения шатуна с ползуном при нахождении последнего в крайнем выдвинутом положении – H и ход ползуна – h, а определить необходимо радиус кривошипа – r и длину шатуна – l.

2

Искомые размеры механизма рассчитываются на основании рассмотрения его крайних положений, показанных на Рис. 266б.

Длина шатуна l определяется из рассмотрения 𝜟AC1D;

a2

Радиус кривошипа r определяется из рассмотрения 𝜟ADC2

Screenshot_1

Кривошипно-кулисный механизм

3

На Рис. 267 показана кинематическая схема кривошипно-кулисного механизма. При проектировании кривошипно-кулисного механизма, как правило, изначально задаются расстояние от оси качания кулисы до плоскости направляющих ползушки – H, расстояние от оси вращения кривошипа дл оси качания кулисы – h, ход ползушки – S, и допустимая величина выступания кулисы над направляющей плоскостью ползушки – k, а определить необходимо радиус кривошипа r и длину кулисы l. Радиус кривошипа r определяется из рассмотрения 𝜟AВC;

Screenshot_2

Длина кулисы l определяется из рассмотрения 𝜟BED;

Screenshot_3

Коленчатые и кривошипные валы

Коленчатый вал является наиболее ответственным и дорогостоящим элементом конструкции любого рычажного (кривошипно-шатунного механизма), и при этом он подвержен влиянию различных факторов, вызывающих, как напряжения в различных его сечениях, так и износ его опорных поверхностей, поэтому его расчет должен выполняться особенно тщательно, а результаты сравниваться с уже имеющимися положительными результаты эксплуатации аналогичных конструкций механизмов. Коленчатые валы, чаще всего, выполняются с шатунной (мотылевой) шейкой заключенной между двух щек (см. Рис. 276)

4

Перед выполнением прочностного расчета коленчатого вала из конструктивных соображение устанавливаются его основные геометрические размеры, для средненагруженных кривошипно-шатунных механизмов рекомендуются следующие соотношения размеров коленчатого вала:

Screenshot_4

Коленчатые валы рассчитывают как балки на упругом основании, для конструктивно выбранных геометрических размеров которой, определяется допустимое усилие PD действующее на шатунную шейку вала в сечении В – В (см. Рис. 276). При этом, предполагается, что приложение нагрузок сосредоточенное, точки приложения равнодействующих сил расположены на одной прямой, а реакции опор коленчатого вала находятся на расстоянии l0 / 8 от конца опоры. При этом величина усилия PD определяется по следующей формуле:

Screenshot_5

Screenshot_6

В полной версии статьи, включающей 32 страницы, 30 чертежей и 9 таблиц содержатся рекомендации по выполнению расчетов рычажных, кулачковых механизмов и механизмов прерывистого действия, а также входящих в них деталей.

Для приобретения полной версии статьи добавьте её в корзину,

Стоимость полной версии статьи 150 рублей.