1.3.3 Рычаг Жуковского

Вспомогательный рычаг Жуковского представляет собой план скоростей механизма, довернутый на 90° в любую сторону и принимаемый за абсолютно твердое тело, имеющее возможность вращаться вокруг неподвижной точки - полюса плана скоростей. В соответствии с теоремой Жуковского, если механизм под действием заданной системы сил находится в равновесии, то и рычаг Жуковского также находится в равновесии. Он используется для определения уравновешивающей силы без кинетостатического расчета. В курсовом проекте силу определяют при помощи рычага и сравнивают ее со значением , полученным при силовом расчете.

Построим повернутый план скоростей для рассматриваемого 3-го положения механизма в произвольном масштабе. В точку плана приложим силы сопротивления , а в точку - уравновешивающую силу . Составим уравнение равновесия, которое заключается в равенстве суммы моментов всех сил относительно полюса плана нулю:

В соответствии с уравнением:

отрезок измерим непосредственно на чертеже, сравним полученные значения и и вычислим погрешность расчетов:

1.3.4 Определение средней мощности на валу кривошипа

Среднюю мощность на валу кривошипа мы найдем как:

,

где - работа механизма за один оборот ведущего звена, Дж;

время одного цикла (одного оборота кривошипа), с.

Время вычислим по формуле:

.

Работу можно определить как площадь фигуры под диаграммой изменения силы сопротивления . Работа будет равна:

,

где Н - ход ползуна. Отрезок C₁C₇ измерим на чертеже.

Рисунок 1.3 - Диаграмма изменения сил сопротивления

Рассчитаем среднюю мощность на валу кривошипа:

.

Значения мощности , угловой скорости являются исходными параметрами для расчета и проектирования привода.

2 Проектирование привода общего положения

Во втором разделе осуществляются расчет элементов привода рычажного механизма, кинематическая схема которого приведена на рис. 2.1, и разработка конструкции одноступенчатого цилиндрического косозубого редуктора. За основу принята известная методика коллектива авторов под общим руководством С. А. Чернавского.

Рисунок 2.1 - Кинематическая схема привода

К исходным данным на проектирование относятся эксплуатационные, загрузочные и энергетические характеристики: средняя мощность , угловая скорость кривошипа , тип нереверсивного редуктора, предназначенного для длительной эксплуатации, режим работы.

2.1 Выбор электродвигателя и энергокинематический расчет

При передаче движения от вала электродвигателя к кривошипу в приводе теряется энергия на трение. Эти потери учитываются при помощи КПД.

Общий КПД привода:

где - потери в паре косозубых колес, работающих в закрытом корпусе;

- потери пары подшипников, на которые опираются валы редуктора;

- потери в клиноременной передаче.

КПД привода:

При проектном расчете из-за невозможности точного определения КПД выберем его наименьшие значения. Требуемая мощность электродвигателя с учетом потерь составит:

Пользуясь ГОСТ 19523-83, выберем электродвигатель с синхронной скоростью 12,5 с^-1. При этом перегрузка выбранного двигателя допустима не более чем на 5, недогрузка - не более чем на 20 %. С учетом этого выберем электродвигатель 132S8 мощностью 4 кВт и относительным скольжением S = 4,1%.

Недогрузка двигателя в допустимых пределах составит:

.

Рабочая частота вращения:

.

или угловая скорость:

Определим общее передаточное отношение привода:

Передаточные отношения для каждой ступени привода примем следующие: для редуктора по ГОСТ 2185-66 для ременной передачи:

Составим таблицу значений частот вращения, угловых скоростей и вращающих моментов (табл.) для каждого вала

Обозначение вала	Частота вращения, об/мин	Угловая скорость, рад/с	Вращающий момент, Н∙мм
0	no = nдв = 720	ωo = ωдв = 75,36	To=Nтр/ ωo = 3870/75,36 = 51,35∙103
1	n1 = no/ uр = 720/3,14 = 229	ω1 = ωo/ uр= 75,36/3,14 = 24	T1= To∙uр∙η2∙η3 = 172∙103
2	n2 = n1/ uр= 229/2 = 114,5	ω2 = ω1/ uр = 12	T2= T1∙uр∙η1∙η2 = 357∙103

Таблица 2.1 – Энергокинематические показатели привода