Двухступенчатый компрессор

 Траекторию  точки В звена 1 (окружность) делим на 12 равных частей. 

 2.5 Описание определения кинематических характеристик рычажного механизма.

   Описание построения  планов скоростей. 

 Необходимо  построить планы скоростей для 12 положений механизма и определить длины отрезков, изображающих скорости на планах.

 Между скоростями точек и аналогами  скоростей существует пропорциональная зависимость, значит для построения планов скоростей воспользуемся векторными  уравнениями.

 Скорость  точки В (кривошипа):

                                        V_B=ω_k×l₁=39,9×0,15= 5,985(м/c);

 Масштабный  коэффициент плана скоростей:

                                        μ_v=0.1 (м/c·мм)

 При построении планов аналогов скоростей длина отрезка pb будет равна:

                                         pb=V_B/μ_v=5,985/0.1=59,85(мм) – примем pb=60мм 
 

  так как V_В^АВ, значит pb^АВ в каждом положении.

 Для построения плана скорости точки С

    – векторное уравнение.

  где: 

 Решаем графически.

  , где pc – аналог скорости точки С.

 Строим  аналог скорости центра масс – точки  S₂(отрезок ps₂). По теореме подобия получаем:

 bs₂/BS₂=bc/BC, значит bs₂=bc×BS₂/BC=0.35×bc;

 По полученным данным строим план скоростей.

 На  планах скоростей измеряем длины соответствующих векторов. Полученные значения заносим в таблицу 1.

 Таблица 1:

 

 2.6 Динамическая модель машинного агрегата. 

   В связи  с необходимостью в данном проекте  выполнения динамического анализа  кривошипно-ползунного механизма целесообразно  динамическую модель машинного агрегата представить в виде вращающегося звена (звена приведения), закон движения которого был бы таким же, как и у кривошипа 1 рычажного механизма , т. е. , , .

   Для этого  звену приведения  приписывается  приведенный момент инерции 

    - переменная, по величине составляющая от масс и моментов инерции звеньев, характеризуемых переменными по величине аналогами скоростей.

    -постоянная составляющая от  звеньев, характеризующих постоянными по величине передаточными функциями.

   Определение ее величины является целью динамического  анализа  
 
 

   машинного агрегата по коэффициенту неравномерности  δ.

   Приведенный момент сил M_n представим в виде:

   

    -приведенный момент сил сопротивления.

    -приведенный момент движущих  сил, принимается в проекте постоянным. Приведенный момент инерции агрегата определяется из условия равенства кинематической энергии звена приведения и кинетической энергии звеньев машинного агрегата, характеризуемых переменными по величине аналогами скоростей, а приведенный момент М_n находится из условия равенства элементарных работ этого момента и тех действующих сил, которые приводятся к звену приведения. 

   2.7. Расчет приведенных моментов инерции. 

 Приведенный момент инерции механизма I_пр представляет собой момент инерции, которым должно обладать звено приведения относительно оси его вращения, чтобы кинетическая энергия этого звена была равна сумме кинетических энергий всех звеньев механизма. Суммарный приведенный момент инерции механизма I_пр представляет собой сумму приведенных моментов инерции всех подвижных звеньев механизма.

учитывая, что 

w₁= ; ω₂= ;

;

J_a =0,152 кг∙м²; J_S2=0,636 кг∙м²; m₁=22,49 кг, m₂=14,99 кг, m₃ =22,49 кг

подставляя в  формулу данные выражения и числовые значения, после преобразования получим  следующее выражение: Подставляя pc, bc, ps₂ соответственно, заносим в таблицу 2 полученные значения.

Например

 
 
 
 
 
 
 

              
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

            2.8.     Расчет приведенных моментов сил. 

 Рассчитываем приведенные моменты сил по формуле:

 

 Cos(α)=cos(Vs2 ^G2)

 G₃=m₃*g=9.81*22,49=220,63 H;

 G₂=m₂*g=9.81*14,99=147,05 Н;

C помощью данных таблиц 2 находим значение М_пр.

Таблица 3: 

 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.9. Описание построения диаграмм приведенных моментов инерции, моментов сил, диаграмм работ, изменения кинетической энергии, диаграммы Виттенбауэра. 

 По  данным таблицы 2 строим диаграмму приведенных  моментов инерции I_пр(j) в масштабе m_Iпр=0.01 (кг×м²/мм); m_j=0.0523 (рад/мм).

 В масштабе m_Mпр=1 (Н×м/мм) строим диаграмму приведенных моментов сил.

 Диаграмма работ движущих сил А_д(j) – прямая линия, соединяющая начало координат с последней точкой диаграммы  А_с(j), так как момент движущих сил М_д=const:

 

 В масштабе

 m_А=6,276(Дж/мм),

 в соответствии с выражением DТ=А_д-А_с строим диаграмму избыточных работ (изменения кинетической энергии) в масштабе m_Dт=6,276(Дж/мм) .

 Диаграмму Виттенбауэра строим при помощи диаграмм избыточных работ DТ(j) и приведенного момента инерции I_пр(j) исключая общий параметр j: DТ(I_пр). 

   2.10. Определение момента  инерции маховика  и его параметров. 

 По  заданному коэффициенту неравномерности вращения кривошипа d=0.16 и средней угловой скорости определяем углы b_max и b_min, образованных касательными к диаграмме Виттенбауэра с осью абсцисс.

  (с^-1);

  ; ;

  ; .

На диаграмме DТ (I_пр) под углами и проводим касательные до пересечения с осью DТ в точках k,l.

 Величина  отрезка kl=155 (мм). Момент инерции маховика находим по формуле:

    (кг×м²).  

2.11. Расчет истинной  угловой скорости  начального звена. 

  ;

  (Дж). 
 
 

 Определяем  для каждого положения w_I:

  ;

 Полученные  значения w_I  наносим на график w=w(j), приняв масштабный коэффициент m_w=1(с^-1/мм) в соответствии с таблицей.

 Таблица 4

 

   

149,7рад/с   126,7рад/с 

Выполняем проверку по коэффициенту неравномерности  вращения кривошипа: 

                                                

                        или 16,3%