Быстрый поиск

Реферат: Проектирование и исследование механизмов двигателя внутреннего сгорания

Определяем ускорения точек А и С:

, , т.к. w1=const, то = =2960,9 м/с2.

Для определения ускорений точек В и D составляем следующие векторные уравнения:

^ АВ

úï ОY

^ СD

úï OY, строим план ускорений с масштабным коэффициентом mа= 36 м/с2.

Из произвольно выбранного полюса p, зная направление и величину, откладываем ускорения т. А и С в выбранном масштабе. Из конца этого вектора откладываем нормальные составляющие аВАn и аСDn, параллельные соответственно АВ и CD. Из концов этих векторов проводим линии действия тангенциальных составляющих, перпендикулярных АВ и CD. Из полюса проводим линии действия ускорений т. В и D параллельно линии перемещения ползунов. Получим ускорения точек В и D. Ускорения центров масс шатунов находим по теореме подобия:

, откуда мм,

откуда получаем, что , тогда аналогично находим ускорение другого шатуна , откуда мм, .

Определение числовых значений:

мм, аналогично

мм;

, ,

2.7.2 Определение угловых ускорений шатунов.

Угловые ускорения шатунов определяются по формулам:

, аналогично для СD - .

2.8 Кинетостатический расчёт механизма.

Основной задачей силового анализа является определение реакций в кинематических парах механизма, с учётом всех сил, действующих на его звенья и определение уравновешивающей силы или момента, приведённого к ведущему звену.

2.8.1 Определение сил и моментов, действующих на звенья механизма:

Силы, действующие на поршень, определяются с помощью индикаторной диаграммы:

РВ4=-50000 Па, Sп=p´r2=3,14´(0,120 м/2)2=3,14´0,004 м2=0,011 м2, тогда FВ=РВ4´Sп=

=-50000 Па´0,011 м2=-550 Н;

РD4=300000 Па, Sп=p´r2=3,14´(0,120 м/2)2=3,14´0,004 м2=0,011 м2, тогда FD=РВ4´Sп=

=300000 Па´0,011 м2=3300 Н;

Силы инерции:

, таким образом

FИ2=-2,8 кг´2340 м/с2=-6552 Н;

FИ3=-3,0 кг´1800 м/с2=-5400 Н;

FИ4=-2,8 кг´2160 м/с2=-6048 Н;

FИ5=-3,0 кг´1044 м/с2=-3132 Н;

Моменты вычисляются по формуле:

, где , тогда

Н´м, аналогично , , Н´м.

Силовой расчёт ведут с группы, наиболее удалённой от ведущего звена, механизм рассматриваем в четвёртом положении.

2.8.2 Анализ присоединённых групп Ассура.

Выделяем группы Ассура, состоящие из второго и третьего, четвёртого и пятого звеньев, прикладываем все силы, действующие на звенья, а также все моменты инерции и моменты этих сил. Взамен отброшенных связей прикладываем реакции. Реакцию во вращательной паре раскладываем на нормальную (вдоль звена) и тангенциальную (перпендикулярно звену) составляющие. Выбираем масштабный коэффициент mс.г.=0,0035 м/мм.

2.8.2.1 Группа 3-2.

Условие равновесия системы:

Определение реакций:

, откуда

, где h1 определяем из чертежа, mс.г.=0,0035 м/мм

[h1]=26 мм, тогда h1=[h1]´ mс.г.=26´0,0035=0,091 м

Н.

2.8.2.2 Группа 5-4.

Условие равновесия системы:

Определение реакций:

, откуда

, где [h2]=41 мм, тогда h2=[h2]´ mс.г.=41´0,0035=0,1435 м

Н.

Строим планы сил с масштабным коэффициентом mс.а.1=100 Н/мм и mс.а.2=70 Н/мм и из него находим:

[R12n]=113 мм - R12n=[R12n]´ mс.а.1=113´100=11300 Н; [R12t]=3726,5/100=37,265 мм

[R63]=11 мм – R63=[R63]´ mс.а.1=11´100=1100 Н; [R14t]=4844,395/70=69,266 мм

[R14n]=38,5 мм - R14n=[R14n]´ mс.а.2=38,5´70=2695 Н;

[R65]=8 мм – R65=[R65]´ mс.а.2=8´70=560 Н;

[R12]=109 мм – R12=[R12]´ mс.а.1=109´100=10900 Н;

[R14]=87 мм – R14=[R14]´ mс.а.2=87´70=6090 Н.

2.8.3 Силовой анализ механизма 1-го класса.

Строим положение кривошипа с масштабным коэффициентом m1=0,001 м/мм и к точкам А и С прикладываем реакции и , равные по величине, но противоположные по направлению и .

На звено 1 также действует момент сил инерции:

, где угловое ускорение рассчитывается по формуле:

, а ej=[ej]´me=22 мм´0,255 с-1/мм=5,61 с-1, тогда

e1=5,61´209,03=1172,648 рад/с2. кг´м2, тогда

Н´м.

Также к звену приложен уравновешивающий момент Му. Для определения, которого составим уравнение моментов относительно точки О.

[h41]=6 мм – h41=[h41]´ m1=6´0,001=0,006 м.

[h21]=14 мм – h21=[h21]´ m1=14´0,001=0,014 м.

Н´м.

2.9 Проверка уравновешивающего момента методом рычага Жуковского.

Суть метода заключается в том, что сумма моментов всех сил, действующих на механизм, включая и силы инерции, перенесённые параллельно себе в одноимённые точки повёрнутого на 90° плана скоростей, относительно полюса Рv равна нулю. План скоростей рассматривается как жёсткий рычаг.

План скоростей для четвёртого положения поворачиваем на 90° по направлению угловой скорости w1, и прикладываем все силы. Моменты инерции приводим к паре сил.

[h1]=12 мм; [h2]=13 мм; [h3]=8 мм; [h4]=33 мм; [hFИ2]=14 мм; [hFИ4]=16 мм;

[ob]=34 мм; [od]=47 мм; [ao]=47 мм;

Составим уравнение моментов относительно полюса: