Федеральное агентство по образованию РФ

Пермский государственный технический университет

Контрольная работа.

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента

Вариант задания № 2-12

1. Определение кинематики и динамики равномерно ускоренного прямолинейного движения твердого тела

Для выполнения расчетов зададимся скоростью твердого тела Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента м/с.

Определим массу ударника:

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента отсюда

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента кг

Определим время затрачиваемое ударником на ускорение:

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента отсюда

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструментас.

Где

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента — период периодического процесса, с.

Так как время, затрачиваемое на ускорение ударника, не должно превышать 0,8 цикла, то

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструментас

Определим ускорение:

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструментам/с2

Определим перемещение:

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструментам

Определим объем твердого тела:

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента отсюда

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструментам3

Определим удельный вес:

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента где

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента — сила тяжести

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструментаН

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента кН/м3

Определим работу силы:

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента где

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента— сила

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструментаН

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента Нм

Определим мощность:

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента Вт

Определим геометрические размеры твердого тела:

т.к l/d=2,5

тогда Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструментам

l=Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструментам

2. Расчет пружины

1. Задаемся значением индекса пружины

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента

Определим коэффициент К, учитывающий кривизну и форму сечения витков

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента

Из конструктивных соображений, принимаем средний диаметр пружины Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструментамм.

Определяем диаметр проволоки Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструментагде

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента— заданная сила Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструментаН =99,8 кгс.( так пружина должна обеспечить равномерно ускоренное движение принимаем силу вдвое больше )

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента— допускаемое напряжение, Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструментакгс/мм2

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструментамм

принимаем 6 мм.

Проверяем правильность предварительной оценки индекса пружины

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента

Индекс соответствует ранее выбранному.

Определяем число рабочих витков:

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента где

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента — осевое перемещение торцов пружины Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструментам.,

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента— модуль сдвига ,Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента кгс/мм2.

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента

Полное число витков

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента

Длина пружины, сжатой до соприкосновения соседних рабочих витков

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструментамм

Минимальны зазор между витками при максимальной рабочей нагрузке на пружину

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструментамм

Шаг пружины при максимальной рабочей нагрузке на пружину

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструментамм

Шаг пружины в рабочем состоянии (шаг навивки)

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструментамм

Длина пружины в свободном состоянии

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструментамм

Приблизительное количество проволоки, необходимое для изготовления пружины

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструментамм

Приблизительная масса пружины

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструментакг

Потенциальная энергия, накапливаемая пружиной за ход сжатия

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента кгс·мм

Жесткость пружины, продольная

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструментакгс/мм

Удельная энергия пружины

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента (кгс·мм)/кг

Произведем еще два расчетных случая с разными скоростями твердого тела Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента=2,3 м/с и Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента=2,6 м/с результаты расчетов выразим в таблице 1.

Таблица 1.

Расчетные величины

1-ый расчетный

случай

 2-ой расчетный случай

3-ий расчетный случай
Параметры определяющие кинематику и динамику движения твердого тела

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента, м/с

 2,3

2,5

2,6

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента, кг

 11,3

9,6

8,8

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента, с

 0,0588

0,0588

0,0588

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента, м/с2

 39,11

42,52

44,22

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента, м.

 0,0676

0,0735

0,0764

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента, м3

 0,0015

0,0012

0,0011

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента, кН/м3

 73,82

78,4

78,4

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента, Н

 441,9

408,2

389,1

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента, Н·м

 30

30

30

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента, Вт

 1020,5

1020,5

1020,5
Геометрические параметры твердого тела

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента, мм

 91

86

82

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента, мм

 230

210

206
Расчетные параметры пружин

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента

 5

5

5

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента, мм

 28

30

32

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента, мм

 6

6

6,5

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента

 2,5

4

5

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента

 4,5

6

7

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента, мм

 24

44

48,8

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента, мм

 0,36

0,23

0,2

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента, мм

 6,36

8,23

7,7

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента, мм

 8,76

9,74

9,03

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента, мм

 30,9

50,9

56,4

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента, мм

 39,5

60,3

66,0

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента, кг

 0,087

0,24

0,23

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента, кгс·мм

 324,3

299,4

285,6

Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента, (кгс·мм)/кг

 3728

2878

2195

Вывод

Из трех предложенных расчетных случаев, я выбираю второй как самый целесообразный с массой ударной части (Определение основных параметров пружинных импульсно-силовых узлов ручного механизированного инструмента=9,6 кг.), так как данный вариант по результатам расчетов имеет оптимальные геометрические размеры, а так же динамические и кинематические характеристики.