Анализ работы механической системы, страница 4

Момент при 240⁰ :     Н*м

При проверке:

)       или для нашей механической системы:

 =  Н*м

При сравнении было получено: 

   76 Н*м                         75 Н*м

Определим погрешность:

  =   = 1,31 %

5.Расчёт инерционности механической системы.

Критерием приведения является кинетическая энергия.

Определим момент инерции каждого звена:

J = m * (0.3 * l)² , где l – длина звена.

J_оа = (0,3*0,04)²*0,3 = 0,000324 кг²*м.

J_ав = (0,3*0,23) ²*0,6 = 0,0028566 кг²*м.

J_вс = (0,3*0,14) ²*0,5 = 0,000882 кг²*м.

J_de = (0,3*0,3) ²*0,2 = 0,00162 кг²*м.

После задания инерционности был получен график:

Рис. 7

Максимальный момент инерции: J_max = 0.00168236 кг²*м

Был выписан момент инерции для 240⁰.

 = 0,0014081 кг²*м

Аналитическое определение момента инерции:

Рис. 8

Формула для аналитического определения:

Выпишем скорости:

V₁ = 0.594764 

V₂ = 0.520419

V₃ = 0.327120

V₄ = 0.199120

Был получен момент инерции:   = 0,00145

 = 2.975%

6. Расчёт привода механической системы.

Выбираем электродвигатель: Наша мощность Р = 0,709 кВт.

Максимальный момент: :   М_max = 141,325 Н*м.

Из каталога был выбран ЭД  А041-6/4:

Р = 0,8 кВт.

n_дв = 1440 об/мин

n_кр = 142 об/мин

Рассчитаем передаточное отношение:    = 10,14

Номинальная частота вращения: ω_н = 150.736 1/c

Синхронная частота вращения: ω_с = 157.08 1/c

, где

 = 1 - 0,96 = 0,04 (4%)  -  скольжение.

Номинальная мощность:

P_н = Т_н*ω_н ,   где    Р_н – (мощность нашего ЭД ) = 0,8 кВт.

ω_н  - (номинальная частота вращения) = 150,796 1/с

Т_н = P_н/ ω_н = 5,305 Н*м.

Рис. 9

7. Расчет редуктора и его геометрических размеров.

После определения типа двигателя мы должны выбрать редуктор.

Редуктор – это устройство, предназначенное для уменьшения числа оборотов.

В соответствии с численным значением передаточного числа 7,2 был выбран двух ступенчатый цилиндрический редуктор.

Далее зайдя  на позицию «Данные» мы ввели данные необходимые для расчёта редуктора. Необходимыми данными является:

1.  Число оборотов двигателя n = 1440 об/мин.

2.  Передаточное отношение: 10,14.

3.  Максимальный момент: М_max = 95.6229 Н*м.

После чего был получен результат, т.е расчет нашего редуктора и его геометрические размеры.

Для проверки данных выполним расчет одной ступени, для этого не обходимо:

Модуль: m = 1 мм.

Число зубьев:      Z₁ = 35       Z₂ = 154

Решение

Отношение  называется модулем зацепления и обозначается m, где p – шаг.

а) Найдем диаметры делительных окружностей:

dW₁ = m*Z₁ = 1*35 = 35 мм.

dW₂ = m*Z₂ = 1*154 = 154 мм.

б) Найдем окружности впадин:

df₁ = m*(Z₁ - 2.5) = 32.5 мм    

df₂ = m*(Z₂ - 2.5) = 151,5 мм   в) Найдем окружности выступа:

da₁ = m*(Z₁ + 2) = 1*(35 + 2) = 37 мм 

da₂ = m*(Z₂ + 2) = 1*(154 + 2) = 156 мм  г) Найдем межосевое расстояние:

a_1,2 == 0.5*m*(Z₁+Z₂) = 94.5 мм.

При расчёте были получены те же результаты, что подтверждает правильность проверочного расчета.

8. Динамика.  Истинный график изменения угловой скорости.

Ранее было сказано, что частота вращения принята постоянной.

Наша главная задача:

Определение «Истинного закона движения главного вала. Оценка неравномерности его движения и причины, обусловивших эту неравномерность»

Следует отметить, что колебание угловой скорости оценивается коэффициентом неравномерности.

,    где 

Высокая плавность движения обусловлена низким значением .

Для повышения плавности движения на главный вал устанавливается дополнительная инерционная масса, которая служит аккумулятором энергии. Дополнительная инерционная масса – маховик.

Маховик «на всплеске» аккумулирует в себя энергию движения, для того, чтобы отдать её на провале.                           

Получаем графики:

Угловая скорость главного вала.

Рис.10

Угловое ускорения главного вала.

Рис.11

Графики приведенных моментов.

Рис.12

9. Механическая система в окончательном виде.

Заключение.

В ходе проделанной работы был построен механизм, рассчитаны его инерционные и кинематические характеристики. Также были рассчитаны моменты сил с учётом вредного сопротивления и без него. Потом подобрали соответствующий двигатель и передаточный механизм, рассчитав их характеристики. Некоторые значения подтверждали расчётами с помощью аналитических и графических методов. Погрешность моих расчётов в сравнении с компьютерными не превышала 3 % . Она обуславливается неточностью графических построений.