Федеральне агентство з освіти РФ
Пермський державний технічний університет
Контрольна робота.
Визначення основних параметрів пружинних імпульсно-силових вузлів ручного механізованого інструменту
Варіант завдання № 2-12
1. Визначення кінематики і динаміки рівномірно прискореного прямолінійного руху твердого тіла
Для виконання розрахунків задамося швидкістю твердого тіла м / с.
Визначимо масу ударника:
звідси
кг
Визначимо час витрачається ударником на прискорення:
звідси
с.
Де
- Період періодичного процесу, с.
Так як час, що витрачається на прискорення ударника, не повинно перевищувати 0,8 циклу, то
з
Визначимо прискорення:
м / с 2
Визначимо переміщення:
м
Визначимо обсяг твердого тіла:
звідси
м 3
Визначимо питому вагу:
де
- Сила тяжіння
Н
кН / м 3
Визначимо роботу сили:
де
- Сила
Н
Нм
Визначимо потужність:
Вт
Визначимо геометричні розміри твердого тіла:
т.к l / d = 2,5
тоді м
l = м
2. Розрахунок пружини
1. Задаємося значенням індексу пружини
Визначимо коефіцієнт К, який враховує кривизну і форму перетину витків
З конструктивних міркувань, приймаємо середній діаметр пружини
мм.
Визначаємо діаметр дроту
де
- Задана сила
Н = 99,8 кгс. (Так пружина повинна забезпечити рівномірно прискорений рух приймаємо силу вдвічі більше)
- Напруга, що допускається,
кгс / мм 2
мм
приймаємо 6 мм.
Перевіряємо правильність попередньої оцінки індексу пружини
Індекс відповідає раніше обраному.
Визначаємо число робочих витків:
де
- Осьове переміщення торців пружини
м.,
- Модуль зсуву,
кгс / мм 2.
Повне число витків
Довжина пружини, стиснутої до зіткнення сусідніх робочих витків
мм
Мінімальні зазор між витками при максимальній робочого навантаження на пружину
мм
Крок пружини при максимальній робочого навантаження на пружину
мм
Крок пружини в робочому стані (крок навивки)
мм
Довжина пружини у вільному стані
мм
Приблизна кількість дроту, необхідне для виготовлення пружини
мм
Приблизна маса пружини
кг
Потенційна енергія, що накопичується пружиною за хід стиснення
кгс · мм
Жорсткість пружини, поздовжня
кгс / мм
Питома енергія пружини
(Кгс · мм) / кг
Зробимо ще два розрахункових випадку з різними швидкостями твердого тіла = 2,3 м / с і
= 2,6 м / с результати розрахунків виразимо у таблиці 1.
Таблиця 1.
Розрахункові величини | Перший розрахунковий випадок | Другий розрахунковий випадок | Третя розрахунковий випадок |
Параметри визначають кінематику і динаміку руху твердого тіла | |||
| 2,3 | 2,5 | 2,6 |
| 11,3 | 9,6 | 8, 8 |
| 0, 0588 | 0, 0588 | 0, 0588 |
| 39, 1 1 | 42,52 | 44, 22 |
| 0,0 676 | 0,0 735 | 0,0 764 |
| 0,0015 | 0,0012 | 0,001 1 |
| 7 березня 1982 | 7 8,4 | 7 серпня, 4 |
| 441,9 | 408,2 | 389,1 |
| 30 | 30 | 30 |
| 1020,5 | 1020,5 | 1020,5 |
Геометричні параметри твердого тіла | |||
| 91 | 86 | 82 |
| 230 | 210 | 206 |
Розрахункові параметри пружин | |||
| 5 | 5 | 5 |
| 28 | 30 | 2 Березня |
| 6 | 6 | 6,5 |
| 2, 5 | 4 | 5 |
| 4, 5 | 6 | 7 |
| 24 | 44 | 48,8 |
| 0, 36 | 0,23 | 0,2 |
| 6, 36 | 8,23 | 7,7 |
| 8,76 | 9,74 | 9,03 |
| 30,9 | 50,9 | 56,4 |
| 39, 5 | 60, 3 | 66, 0 |
| 0, 087 | 0,24 | 0,23 |
| 324,3 | 299,4 | 285,6 |
| 3728 | 2878 | 2195 |
Висновок
З трьох запропонованих розрахункових випадків, я вибираю другий як самий доцільний з масою ударної частини ( = 9,6 кг.), Так як даний варіант за результатами розрахунків має оптимальні геометричні розміри, а так само динамічні та кінематичні характеристики.