Расчет машинного агрегата для получения электрической энергии с помощью генератора (стр. 2 из 9)

S_B1=7х10^-3=0,007 м

S_B2=0,028 м, S_B3=0,056 м, S_B4=0,91 м, S_B5=0.117 м, S_B6=0,128 м

На плане положений отмечаем точку S₁, соответствующую положению центра тяжести кривошипа из соотношения

; точку S₂,- центр тяжести шатуна из соотношения .

Для двенадцати положений КПМ необходимо построить совмещенные планы скоростей и ускорений.

Так как звено О₁А совершает вращательное движение, то траекторией точки А является окружность с центром в точке О_1.. Вектор скорости точки А направлен перпендикулярно радиусу О₁А, в сторону вращения кривошипа.

Определяем скорость точки А, v_Aм/с:

v_A=ω₁

r=const, (8)

где ω₁ – угловая скорость кривошипа, рад/с.

ω₁=

, (9)

где n₁ – частота вращения коленчатого вала, м/с.

ω₁=

рад/с

v_A=293,07

0,064=18,75 м/с

На чертеже строим вектор скорости v_A, в виде отрезка p_va=93,75 мм из полюса p_vплана скоростей.

Определяем масштаб плана скоростей, μ_v,

:

μ_v=

, (10)

μ_v=

Ползун совершает возвратно-поступательное движение, вектор скорости точки В направлен параллельно линии перемещения ползуна. Связь между скоростями точек А и В ползуна выражается векторным уравнением:

v_В=v_А+v_ВА, (11)

где v_В – вектор абсолютной скорости точки В;

v_А – вектор скорости переносного движения полюса;

v_ВА – вектор относительной скорости точки В по отношению к точке А.

Вектор v_ВА направлен перпендикулярно текущему положению шатуна. На плане скоростей (чертеж ЧГУ.С.КП.150404.00.0.00.01) проводим этот вектор из точки а вектора до линии действия скорости ползуна для всех 12 положений. На пересечении линий действия скоростейv_ВА и v_В находим точку В_i.

Определяем скорость точки В, м/с:

v_Вi=μ_v , (12)

v_В1=0,2

36=7,2 м/с

Определяем относительную скорость точки В относительно полюса-точки А, м/с:

v_ВАi=μ_v

, (13)

v_ВА1 =0,2

83=16,6 м/с

Определяем угловую скорость шатуна,w₂, рад/с:

w_2i=v_ВАi /l, (14)

w_{2 1} =16,6 /0,307=54,07 рад/с

Определяем абсолютную скорость центра тяжести кривошипа, v_S1,,м/с:

v_S1= v_А

, (15)

v_S1= 18,75

0,4=7,5 м/с

Определяем абсолютную скорость центра тяжести шатуна, v_S2,,м/с:

v_S2i= μ_v

, (16)

v_S21= 0,2

62=12,4 м/с

Результаты планов скоростей представим в виде таблицы 3.

Таблица 3 – Результаты планов скоростей КПМ

Номерположения	vA, м/с	vВ,м/с	vВА,м/с	w2, рад/с	vS1, м/с	vS2,м/с
0	18,75	0	-18,75	-61	7,5	0
1	18,75	7,2	-16,2	-52,7	7,5	12,4
2	18,75	14,4	-9,4	-30,6	7,5	16
3	18,75	18,75	0	0	7,5	18,75
4	18,75	17,4	9,4	30,6	7,5	17,6
5	18,75	10,4	16,2	52,7	7,5	13,6
6	18,75	0	18,75	61	7,5	0
7	18,75	-11,2	-16,2	-52,7	7,5	-13,6
8	18,75	-18	-9,4	-30,6	7,5	-17,6
9	18,75	-18,75	0	0	7,5	-18,75
10	18,75	-14	9,4	30,6	7,5	-16,
11	18,75	-7,2	16,2	52,7	7,5	-12,4
12	18,75	0	-18,75	-61	7,5	0

Построение плана ускорений начинаем с вычисления ускорения точки А.

Полное ускорение точки А складывается из нормального аⁿ_АО1 и касательного а^t_АО1 ускорений:

а_АО1=аⁿ_АО1+а^t_АО1, (17)

Определяем нормальное ускорение, аⁿ_АО1, м/с²:

аⁿ_АО1= v_A

ω₁, (18)

аⁿ_АО1= 18,75

293,07=5495,06 м/с²

Касательное ускорение определяется по формуле, м/с²:

а^t_АО1=ε₁

r, (19)

где ε₁- угловое ускорение кривошипа, с^-2.

При равномерном вращении кривошипа ε₁=

=0

Следовательно ускорение а_АО1=аⁿ_АО1=5495,06 м/с²

На плане ускорений строим вектор а_АО1=110 мм из полюса p_a параллельно текущему положению кривошипа в направлении от точки А к точе О₁.

Определяем масштаб плана ускорений, μ_а,

:

μ_а= аⁿ_АО1/p_aa, (20)

μ_а= 5495,06/110=50

Определяем вектор ускорения точки В:

а_В= а_А+аⁿ_ВА+а^t_ВА, (21)

где аⁿ_ВА- нормальная составляющая относительного ускорения движения точки В шатуна по отношению к точке А кривошипа.

Направлен параллельно положению шатуна от точки В к точке А;

а^t_ВА- касательная составляющая относительного ускорения а_ВА, направлен перпендикулярно вектору нормального ускорения

Определяем ускорение аⁿ_ВА, м/с²:

аⁿ_ВАi= v²_ВАi/l, (22)

аⁿ_ВА1= 16,2²/0,307=854,85 м/с²

Определяем чертежное значение длины вектора аⁿ_ВАi, мм: