Реферат по предмету "Технология"


Синтез и анализ механизмов глубинного насоса

Введение Глубинный насос предназначен для выкачивания жидкости с низких горизонтов. Действие глубинного насоса основано на преобразовании вращательного движения кривошипа в возвратно-поступательное движение ползуна с помощью шестизвенного шарнирно-рычажного механизма с противовесом. Матрацы ортопедические Trelax: натуральный матрас. Матрасы поролоновые 5 см.
Для обеспечения необходимой равномерности движения на валу электродвигателя закреплен маховик. Применение противовеса, расположенного на коромысле, позволяет значительно уменьшить его габариты. Кулачковый механизм предназначен для управления клапанами.
1.Структурный анализ и синтез. Геометрический синтез. Кинематическое исследование основного механизма.
1.1Структурный анализ и синтез. 1.1.1Структура механизма. 1.1.2 Характер движения звеньев механизма.
Название звена Вид движения 1-кривошип Вращательное 2-шатун Плоско-параллельное 3-коромысло Возвратно-вращательное 4-шатун Плоско-параллельное 5-ползун Возвратно-поступательное 0-стойка Неподвижна 1.1.3 Характер кинематических пар (КП).
Обозначение
О1
А
В
О3
С
D
E
Соединение звеньев
0-1
1-2
2-3
0-3
3-4
4-5
5-0
Класс
5
5
5
5
5
5
5
Вид
Вращ.
Вращ.
Вращ.
Вращ.
Вращ.
Вращ.
Поступ. В данный механизм входят 7 низших кинематических пар. 1.1.4 Степень свободы механизма. W=3n-2pН-2pВ, рН=7, n=5; W=3*5-2*7=1; W=1. Механизм имеет одну степень свободы. 1.1.5 Структурные группы Асура.
Группа 4-5
W=3n-2pH=3*2-2*3=0
Класс 2-ой,
порядок 2-ой
Группа 2-3
W=3n-2pH=3*2-3*2=0
Класс 2-ой,
порядок 2-ой
Начальное звено
W=3n-2p=3*1-2*1=1
Механизм
1-ого класса 1.1.6 Число избыточных связей q=W-6n+5p5; q=1-6*5+5*7=6; q=6. Механизм имеет шесть избыточных связей. 1.1.7 Устранение избыточных связей.
Обозначение
О1
А
В
О3
С
D
E
Соединение звеньев
0-1
1-2
2-3
0-3
3-4
4-5
5-0
Класс
5
3
4
5
4
3
5
Вид
Вращ.
Сфер.
Цил.
Вращ.
Цил.
Сфер.
Поступ. q=W-6n+5p5+4p4+3p3;
q=1-6*5+5*3+4*2+3*2=0; q=0. Общее количество кинематических пар: p5+p4+p3=3+2+2=7. Схема механизма без избыточных связей: Вывод: данный механизм является плоским шарнирно-рычажным механизмом 2-го класса. Имеет одну степень свободы и состоит из 2-х структурных групп и начального звена. Механизм предназначен для преобразования вращательного движения кривошипа в возвратно-поступательное перемещение ползуна.
1.2 Геометрический синтез механизма (определение размеров звеньев по основным и дополнительным условиям синтеза). При геометрическом синтезе схемы механизма производится определение размеров его звеньев при заданном движении выходного звена, которое является основным условием синтеза. Эксплуатационные качества механизма определяются дополнительными условиями синтеза. К ним относятся, например, коэффициент изменения средней скорости, от которого зависит производительность, ограничение углов давления, определяющее условия передачи сил и связанное с КПД и отсутствием самоторможения и т.д. Входными параметрами для синтеза шестизвенного шарнирно-рычажного механизма является длина кривошипа: LO1A=0.5 м . Длина звена CO3 равна:LCO3= 4LO1A; LCO3=4*0.5=2 м. Длина звена EO3 равна:LEO3=5LO1A; LEO3=5*0.5=2.5 м. Длина звена BO3 равна:LBO3=2LO1A; LBO3=2*0.5=1 м. 1.3 План положений механизма(графическое изображение схемы механизма в заданных положениях начального звена). Для построения схемы механизма выберем масштабный коэффициент:
. Задаем , тогда . Находим размеры остальных звеньев: 1.4 Кинематический анализ механизма. Угловая скорость кривошипа . Скорость точки А всегда равна: . Задаемся длиной вектора =42мм и вычисляем масштаб построения планов скоростей: . Из полюса проводим линию перпендикулярную О1А в направлении вращения кривошипа и откладываем на ней отрезок 42 мм. Для скорости точки В, принадлежащей звену АВ: , где перпендикулярна АВ, а перпендикулярна ВО3. Скорость точки Е можно определить, используя свойство пропорциональности одноименных отрезков: , , где измеряется для каждого положения. Из полюса проводим направление перпендикулярно ЕО3 и откладываем . Для скорости точки С свойство пропорциональности: , , где измеряется для каждого положения. Из полюса проводим направление перпендикулярно СО3 и откладываем . Из полюса проводим направление параллельно оси Y и из конца проводим перпендикулярно оси Y, а точка ее пересечения с вертикалью соответствует в масштабе . Скорость центра масс находим, соединив полюс и середину . Скорость центра масс находим, соединив полюс и середину . Точки, скорости которых равны нулю, на планах скоростей находятся в полюсе .
Измеряемые отрезки
Длина
Положения механизма
0,12
1
2
3
4
5
6
6`
7
8
9
10
11
мм
0
6
30
41
43
35
16
5
14
37
45
37
27

0
12
60
82
86
70
32
10
28
74
90
74
54

0
9
54
80
89
69
29
7
24
72
88
70
51

0
15
75
102,5
107,5
87,5
40
12,5
35
92,5
112,5
92,5
67,5

0
24
56
41
42
37
27
22
21
71
44
71
29

0
10
36
81
88
70
30
8
25
38
88
38
54

0
38
17
2
10
21
36
40
47
22
12
22
42

0
7
28
18
4
20
14
4
14
18
3
18
23

Величины скоростей
Скорость
Положение механизма
0,12
1
2
3
4
5
6
6`
7
8
9
10
11



м/с
0
0,6
3
4,1
4,3
3,5
1,6
0,5
1,4
3,7
4,5
3,7
2,7

0
1,2
6
8,2
8,6
7
3,2
1
2,8
7,4
9
7,4
5,4

0
0,9
5,4
8
8,9
6,9
2,9
0,7
2,4
7,2
8,8
7
5,1

0
1,5
7,5
10,25
10,75
8,75
4
1,25
3,5
9,25
11,25
9,25
6,75

0
2,4
5,6
4,1
4,2
3,7
2,7
2,2
2,1
3,4
4,4
7,1
2,9

0
1
3,6
8,1
8,8
7
3
0,8
2,5
7,3
8,8
3,8
5,4

0
3,8
1,7
0,2
1
2,1
3,6
4
4,7
3,8
1,2
2,2
4,2

0
0,7
2,8
1,8
0,4
2
1,4
0,4
1,4
1,9
0,3
1,8
2,3

с-1
0
1,9
0,85
0,1
0,5
1,05
1,8
2
2,35
1,9
0,6
1,1
2,1

0
0,6
3
4,1
4,3
3,5
1,6
0,5
1,4
3,7
4,5
3,7
2,7

0
0,35
1,4
0,9
0,2
1
0,7
0,2
0,7
0,95
0,15
0,9
1,15
2.Анализ движения машинного агрегата и расчет маховика Цель: определение истинного закона движения начального звена и расчет маховика. 2.1. Построение динамической модели машины Для упрощения решения задачи реальную схему машины с одной степенью свободы с недеформируемыми звеньями и начальным звеном, совершающим вращательное движение (кривошип) является одномассовая система, обладающая некоторой условной массой, кинетическая энергия которой в любом положении звена приведенная равна кинетической энергии всего механизма: Tn=Jn1/2=Ti , и нагруженной фиктивным моментом, мощность которого равна сумме мощностей, развиваемых всеми силами, действующими в механизме: Nn=Mn1=Ni .
Здесь обозначено: Jn – момент инерции приведенной массы относительно оси вращения; Mn – приведенный момент всех внешних сил Mn= Mnс- Mnд ; Mnд – приведенный момент движущих сил, Нм; Mnс – приведенный момент сил сопротивления, Нм. Массы звеньев: : m2=20 кг, m4=20 кг; m5=450кг, mE=600 кг. Моменты инерции звеньев: : IS1=0,1 кгм2, IS2=IS3=IS4=6,67 кгм2. Сила тяжести G=mg: G2=200 Н, G4=200 Н, G5=4500 H, GE=6000 H. Сила сопротивления: при подъёме: Р5=6000 Н; при опускании: P5=2000 Н. Приведение сил: Положение механизма
1
2
3
4
5
6
6`
7
8
9
10
11
0,12
, H
6000
6000
6000
6000
6000
6000
6000
2000
2000
2000
2000
2000
2000

-21,4
128,8
-97
-98,5
-74,7
-30,2
-5,5
27,2
77
104
167,8
67,3
0

22,9
68,5
-186,3
-209,4
-164,6
-69,3
18,8
56,9
172,1
209,4
90,4
121,6
0

482,1 -2893
-4286
-4768
-3696
-1554
375
1286
3857
4714
3750
2732
0

-888
4815
7317
7674
6008
2590
-781
-2207
-6411
-7797
-6411
-4438
0

-643
-3857
-5714
-6357
-4928
-2071
-1667
-571
-1714
-2095
-1667
-1214
0 , град
248
15
186
170
148
118
96
57
18
6
7
13
0 , град 16
37
195
178
171
166
351
343
352
359
358
341
0 , град
0
180
180
180
180
180
0
0
0
0
0
0
0 , град
214
26
13
358
344
335
151
152
166
177
194
203
0 , Нм
-1047
-1737
-2966
-2582
-2856
-1135
-559
-1408
-4018
-4865
-4069
-2731
0 , мм
22,5
35,7
61
63
58,7
23,3
11,5
29
82,6
100
83,6
48,7
0 Приведение масс:
Положение
механизма
1 2
3
4
5
6
6`
7
8
9
10
11
0

1,6
8,9
4,8
5
3,9
2,1
1,4
1,2
3,3
5,5
14,3
2,4
0

0.3
3,7
18,6
21,9
13,89
2,6
0,2
1,8
15,1
22
4,09
8,3
0

5,2
186
408,3
505,2
303,64
53,7
3,1
36,7
331
494
313
166
0

19,1
478
839,4
983
651
136
13,3
104
727
1076
727
387
0

0,34
0,007
0,001
0,024
0,104
0,306
0.378
0,52
0,34
0,034
0,11
0,42
0

0,03
0,85
1,59
1,75
1,16
0,24
0,02
0,19
1,29
1,91
1,29
0,69
0

0,01
0,2
0,08
0,004
0,094
0,05
0,004
0,05
0,09
0,002
0,08
0,125
0
, кгм2
26,7
678
1326
1516
974
195
19
1445
1078
1599
1060
565
19
, мм
2
42,4
83
95
61
12,2
1,5
9
67,4
100
66,3
35,3
1,5 2.2 Уравнение движения машины В интегральной форме: Tk-T0=Aд-Ас , где - обобщенная координата; Jn0, 0 – приведенный момент инерции и угловая скорость звена приведения при =0.
2.3. Решение уравнения движения Определить (1). Графический метод Виттенбауэра. 2.3.1. Построение графика приведенного момента сил сопротивления /Mnmax/=4865 Hм , задаем ymax=100 мм, тогда . Находим остальные у: . Задаем l=140 мм и Н=60 мм, тогда . 2.3.2. Построение графика приведенного момента инерции Jnmax=1599 кгм2 , задаем ymax=100 мм, тогда Находим остальные у: . 2.3.3. Построение графика работ сил сопротивления Строится графическим интегрированием графика Мnc, для чего криволинейную фигуру заменяем равновеликими прямоугольниками. 2.3.4. Построение графика работ движущих сил: Ад=Аi . 2.3.5.Построение графика движущего момента: Мnд=уn*=50*48,65=2432,5. 2.3.6. Построение графика избыточных работ: . 2.3.7. Построение диаграммы Виттенбауэра. 2.3.8. Расчет маховика Маховик служит для уменьшения неравномерности движения. . Коэффициент неравномерности движения Под этими углами к диаграмме Виттенбауэра проводим касательные - сверху и - снизу. ok=6 мм; kl=365 мм. Определяем момент инерции маховика: . . Задаемся b=0,1 м, тогда Д=; 2.3.9. Определение угловой скорости начального звена Начальное значение кинетической энергии: ; . Изменение кинетической энергии во всех положениях ; определяем значение угловой скорости . Задаемся , тогда .
Положение
механизма
0,12
1
2
3
4
5
6
6`
7
8
9
10
11
, мм
0
7
9
8
6
4
5
11
17
15
6
0
-3
,Дж
215,8
216,8
217
216,9
216,6
216,4
216,5
217,3
218
217,8
216,6
215,9
215,5
,кгм2
5440
5448
6099
6748
6938
6394
5616
5440
5566
6500
7021
6481
5987
, c-1
8,9
8,9
8,4
8
7,9
8,2
8,8
8,9
8,85
8,2
7,85
8,2
8,5
, мм
44,5
44,6
42,2
40
39,5
41
43,9
44,6
44,3
41
39,3
41
42,4 Проверка:
3.Силовой расчет основного механизма
Цель силового расчета: определение реакций в кинематических парах и уравновешивающего момента. 3.1.Выбор положения Выбираем одно из положений рабочего хода. Приложим все действующие силы. 3.2. Силовой расчет Вращение звена 1 является равномерным, поэтому ускорение точки А равно: , . Выбираем масштабный коэффициент плана ускорений: , тогда . Запишем векторное уравнение для построения плана ускорений: , где || BO3; BO3; || O1A; || AB; || AB. Вычислим модули и , и соответствующие им отрезки на плане ускорений: , ; . , ; . Согласно свойству плана ускорений: , , ; , , . , где -вертикально; || CD; CD. Находим линейные ускорения точек: ; ; ; ; ; ; ; ; . Угловые ускорения звеньев 2, 3 и 4 равны: ; ;. 3.3. Определение сил и моментов сил инерции Силы инерции звеньев: , : ; ; ; ; . Моменты сил инерции звеньев: , : ; ; ; . 3.4. Силовой расчет ведомой группы (группа 4-5) Сила сопротивления:. Принимаем , тогда . Уравнение моментов сил относительно точки D: , отсюда: ; . ; ; . 3.5. Силовой расчет промежуточной группы (группа 2-3) Сила инерции . Принимаем . Уравнение моментов сил относительно точки B: : , отсюда: ; ; ,отсюда ; . 3.6. Силовой расчет начального звена ; ; ; ; .
4.Синтез кулачкового механизма Цель синтеза: построение профиля кулачка по заданному закону движения толкателя. 4.1. Исходные данные
1) тип кулачкового механизма: с коромысловым толкателем; 2) направление вращение кулачка: по часовой стрелки; 3) максимальное перемещение толкателя: ; 4) Законы движения толкателя: фаза подъема: синусоидный;
фаза опускания: постоянный. Фазовые углы: фаза подъема: 120°; фаза верхнего выстоя: 40°; фаза опускания: 120°; фаза нижнего выстоя: 80°; 5) допустимый угол давления: 30°; 6) длина коромыслового толкателя: 130 мм. 4.2. Синтез кулачкового механизма Расстояние между осями кулачка и коромысла: 168.2 мм. Начальный радиус центрального профиля кулачка: 59.94 мм. Радиус ролика 15 мм. Закон движения толкателя 0 20 40 60 80 100 120 160 180 200 220 240 260 280 0 1.93 13.1 33.5 53.9 65.07 67 67 63.28 52.11 33.5 14.89 3.72 0 4.3. Построение профиля кулачка Метод инверсий – мысленно всему кулачковому механизму сообщается угловая скорость равная по величине, но противоположная по направлению угловой скорости кулачка. Кулачок представляется остановленным, а толкатель будет участвовать в двух движениях: переносном и относительном. 4.4. Построение графика углов давления Измеряем углы давления между нормалью к профилю и осью толкателя и строим график углов давления в масштабах:

0
20
40
60
80
100
120
160
180
200
220
240
260
200

30
8
12
27
22
10
5
4
7
16
31
33
42
33














5. Синтез планетарного механизма Цель: Подбор чисел зубьев колес и числа сателлитов. Главное условие синтеза выполнение требуемого передаточного отношения. 5.1. Определение ; ; ; . 5.2. Выбор чисел зубьев колес . Задаем z3=17; z4 определяем из условия соосности: ; ; ; 5.3. Выбор числа сателлитов и проверка условий Задаем число сателлитов =3. Проверка геометрических условий: ; ; ; 46,4>36. 5.4. Определяем размеры колес ; ; ; .
Чертим схему механизма в двух проекциях в масштабе: . 5.5. План скоростей ; ;
. . 5.6. Диаграмма угловых скоростей ; . Библиографический список 1. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. М. Наука,1975г. 2. Попов С.А. Курсовое проектирование по теории механизмов и механики машин. М. Высшая школа, 1986г. 3. Кореняко А.С. Курсовое проектирование по теории механизмов и машин. Киев. Вища школа, 1970г. 4. Фролов К.В. Теория механизмов и машин. М. Высшая школа, 1987г.


Не сдавайте скачаную работу преподавателю!
Данный реферат Вы можете использовать для подготовки курсовых проектов.

Поделись с друзьями, за репост + 100 мильонов к студенческой карме :

Пишем реферат самостоятельно:
! Как писать рефераты
Практические рекомендации по написанию студенческих рефератов.
! План реферата Краткий список разделов, отражающий структура и порядок работы над будующим рефератом.
! Введение реферата Вводная часть работы, в которой отражается цель и обозначается список задач.
! Заключение реферата В заключении подводятся итоги, описывается была ли достигнута поставленная цель, каковы результаты.
! Оформление рефератов Методические рекомендации по грамотному оформлению работы по ГОСТ.

Читайте также:
Виды рефератов Какими бывают рефераты по своему назначению и структуре.