Þ приведенные (обобщенные) силы - силы совершающие работу по обобщенной координате равную работе соответствующей реальной силы на эквивалентном перемещении точки ее приложения.
Необходимо отметить, что под силами понимаются равнодействующие соответствующих распределенных в месте контакта кинематических пар нагрузок. Все вышесказанное относительно сил распространяется и на моменты сил.
Движущие и силы полезных сопротивлений чаще всего задают в виде механических характеристик машины.
Механические характеристики машин
Механической характеристикой машины называется зависимость силы или момента на выходном валу или рабочем органе машины от скорости или перемещения точки или звена ее приложения.
Рассмотрим примеры механических характеристик различных машин.
1. Четырёхтактный двигатель внутреннего сгорания (ДВС) в качестве движущей силы выступает сила давления сгораемых газов в цилиндре.
Индикаторная диаграмма - графическое изображение зависимости давления в цилиндре поршневой машины от хода поршня (рис. 11.1).
р, МПа
ab - расширение
(рабочий ход);
bc - выхлоп;
a pmax
cd - всасывание;
b da - сжатие.
c
0 d S, м
H
Рис. 11.1
2. Электродвигатели:
· асинхронный электродвигатель переменного тока (механическая характеристика приведена на рис. 11.2):
На диаграмме: Мдп - пусковой момент; Мдн - номинальный крутящий момент; Мдк или Мдmax - критический или максимальный момент; wдн - номинальная круговая частота вращения вала двигателя; wдхх или wдс - частота вращения вала двигателя холостого хода или синхронная.
Уравнение статической характеристики асинхронного электродвигателя на линеаризованном участке устойчивой части:
Мд = b1 + k1×wд ,
где Мд - движущий момент на валу двигателя, wд - круговая частота вала двигателя: b1 и k1 – коэффициенты определяемые соответственно по формулам:
b1 = Мдн × wд /(wдс - wдн ) , k1 = - Мдн / (wдс - wдн ).
Мд ,Н× м
b ab - неустойчивый
a участок характеристики;
с bd -устойчивый
Мдн Мдmax участок характеристики.
Мдп
d
0 wдк wдн wдс wд , рад/с
Рис. 11.2
Статическая характеристика асинхронного двигателя, выражающая зависимость нагрузки от скольжения, определяется формулой Клосса:
Мд = 2× Мдк × (S/Sк + Sк/S ),
где S = 1 - wд /wдс; Sк = 1 - wдк /wдс , wд ³ wдс .
· двигатель постоянного тока с независимым возбуждением (механическая характеристика приведена на рис. 11.3):
Мд ,Н× м
a ac - внешняя характеристика
регулировочные
характеристики
Мдп Мдн b
c
0 wдн wдхх wд , рад/с
Рис. 11.3
Уравнение статической характеристики для двигателя постоянного тока с независимым возбуждением:
Мд = Mдн + k× (wдн - wд ),
где k = Мдн /(wдхх - wдн ).
В электрических параметрах характеристика записывается в следующем виде
Мд = kM × (Uя - kw ×wд)/ Rя ,
где kM - коэффициент момента:
kM = Mдн/Iян ,
kw - коэффициент противоэлектродвижущей силы:
kw = (Uян - Rя× Iян ) / wдн
Uя – номинальное напряжение в цепи якоря;
Rя - сопротивление цепи якоря.
Jя - номинальная сила тока в цепи якоря.
3. Рабочие (исполнительные) машины
· поршневой насос (индикаторная диаграмма приведена на рис. 11.4):
р, МПа
ab - нагнетание;
a b
cd - всасывание.
pmax
линия атмосферного давления
pmin
0
d c S, м
H
Рис. 11.4
· поршневой компрессор (индикаторная диаграмма приведена на рис. 11.5):
р, МПа
a ba – нагнетание;
b cb - сжатие;
dc - всасывание;
ad – расширение остаточного воздуха.
pmax
линия атмосферного давления
pmin
0 d c S, м
H
Рис. 11.5
Линии bc и ad - линии сжатия и расширения газа (воздуха) определяются параметрами газа (объемом, давлением и температурой) и в общем виде описываются уравнением политропы p× Vn = const , где n - показатель политропы (1< n < 0).
Механические характеристики определяют внешние силы и моменты, действующие на входные и выходные звенья, рассматриваемой механической системы со стороны взаимодействующих с ней внешних систем и окружающей среды. Характеристики определяются экспериментально, по результатам экспериментов получают регрессионные эмпирические модели, которые в дальнейшем используются при проведении динамических расчетов машин и механизмов.
Силы инерции звеньев
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39
