Сделай Сам Свою Работу на 5

Кинематическое и силовое исследование механизма.





Структурный анализ механизма

 

Исходные данные:

Н1=300 мм.

ОА=r=38 мм.

АB=ℓ1=150 мм.

β°=50°

CF=ℓ2=120 мм.

AF2=48 мм.

CF4=48 мм.

α°=50°

Рис.1- схема ДВС

D=160 мм.

АВ= λ·ОА= 600мм

z1=15

z2=30

ξ1=0,908

ξ2=0,428

mI=3 мм.

mII=6 мм. m1=14 кг

m2=12 кг m3=19 кг

m4=3,5 кг m5=9 кг

Js2= 0,1 кг*м2 n1=4000 об/мин

Js4= 0,1 кг*м2 n2=1270 об/мин

λ=4

γ=75º

h=50 мм Рис.2 – схема планетарного редуктора

φy=60º

Cтруктурный анализ механизма

Кривошипно-шатунный механизм V-образного ДВС состоит из 5 подвижных звеньев: О-стойка; 1- кривошип ОА; 2 и 4 – шатуны; 3 и 5 ползуны (поршни), и 7 кинематических пар: I – стойка-кривошип ОА; II – кривошип ОА шатун АВС; III – штун АВ – ползун В; IV – шатун В – стойка; V - шатун АВС – шатун CF; VI - шатун CF – поршень F; VII - поршень F – стойка.

Все кинематические пары – низшие. Подвижных звеньев n=5; число низших кинематических пар Р5=7, Р4=0. степень подвижности определяем по формуле Чебышева: WIII=3n-2p5-p4=3·5-2·7=1

Согласно классификации Артоболевского данный механизм состоит из механизма 1 класса (стойка-кривошип) и структурных групп 2-го класса второго порядка (группа 5, 4 и группа 2, 3). Поэтому механизм является механизмом 2 класса, второго порядка.



По классификации Асура данный механизм является механизмом1 класса, второго порядка.

 
 

 


1 кл. 1 пор. по Ассуру

1 кл. 1 пор. по Артоболевскому

 

 

Рис.3 – группы Ассура


 

Кинематическое и силовое исследование механизма.

2.1 Планы положений механизма.

 

1. Под углами к вертикали проводим направляющие 1 и 2, проходящие через центр вращения кривошипа.

2. Из центра О – вращения кривошипа ОА1 радиусами, равными длине (ℓ+r) и (ℓ-r) отмечаем – верхнее и - нижнее крайнее положение поршня .

Рис.4

3. Траектория пальца А кривошипа от точки А0 делим на 12 равных частей и из полученных точек А1, А2, … А11 отмечаем положения В1, В2, … В11 на линии О1.

Соединяем полученные точки А1, А2, … А11 с центром О и соответствующими точками В1, В2, … В11.

4. Определяем положение точек С кривошипа АВС для чего откладываем угол β и расстояние АС.

5. Из центров С радиусом CF делаем засечки (положение поршня F) на траектории движения.

6. Соединяем точки С и F, находим положение кривошипа CF и поршня F.



Таким образом получаем 12 планов положений механизма, соответствующие разным положениям кривошипа ОА.

2.2 Определение линейных скоростей точек механизма.

1. Угловая скорость вращения кривошипа.

2. Скорость точки А кривошипа.

υА=τ·ω1=lОА·ω1=0,15·418,6= 62,7м/с

υА О1А и направлена в сторону ω1

= , пусть =90 мм.

3. Масштаб плана скоростей.

4. Скорость точки В шатуна АВС

1)

Скорость точки В находится графическим решением уравнений (построением плана скоростей)

5. Скорость точки С шатуна АВС определим из подобия треугольников

∆АВС~ ∆авс

6. Скорость точки F шатуна CF находим совместным графическим решением уравнений 3)

3)

Полученные значения скоростей сводим в таблицу.

Положение механизмов Размерность Скорости точек
υА υВ υС υF
Мм 0,15
м/с 59,7 56,8
Мм 0,15
м/с 59,7 39,6
мм 0,15
м/с 59,7 39,6 60,06 58,74
Мм 0,15
м/с 59,7 26,4 67,32


 

 

2.3 Угловые скорости звеньев механизма

Положение механизма ω1 ω2 ω4
Величина 1/с Направление Величина 1/с Направление Величина 1/с Направление
418,6 81,4 12,38
418,6 82,5 28,9
418,6 9,9 96,25
418,6 9,9 96,25

Условные скорости звеньев определяем аналитически с использованием данных планов скоростей. Величины и направление условных скоростей звеньев сведены в таблицу.

2.4 Определение ускорений точек механизма двигателя.

1. Ускорение точки А

2. Масштаб плана ускорений

3. Ускорение точки В (4 положение)



1)

направлена по ВА от В к А.

Значение найдём графическим решением уравнения 1)

4. Ускорение точки С шатуна АВС

2)

Где направлена по СА от С к А

∆АВС ~ ∆а’в’с’

направлена по CВ от С к В

Величину ускорения точки С находим графически решением уравнения 2)

Положение точки С на плече ускорений можно также найти, построив ∆авс~∆ABC (т. С находится на пересечении лучей проведенных из точек а и в отрезка ав под углами β и γ)

5. Ускорение точки F шатуна CF

3)

направлена по FC от F к С

Значение найдем графическим решением уравнения 3)

Полученные значения уравнений сведём в таблицу 2.

 

 

Таблица 2 – линейные ускорения.

Положение механизма Размер- ность Ускорения точек
ωА ωВ, ωS3 ωC ωf, ωS5 ωS2 ωS4
мм
м/с2
мм
м/с2

 

2.5 Определение угловых ускорений звеньев механизма.

Угловые ускорения звеньев определяем аналитически с использованием плана ускорений.

ε1=0, т.к. ω1=const

Величины и направления угловых ускорений звеньев сведены в таблицу.

Положение механизма ε 1 ε 2 ε 4
Величина Направление Величина Направление Величина Направление
- 33258,3
-

 


 

3. Кинематическое исследование механизма ДВС

3.1 Определение избыточного давления Р газов на поршень.

Избыточное давление Pi=hi∙μp∙A, где

hi – ординаты индикаторной диаграммы, измеренные от линии атмосферного давления по кривой измерения давления в цилиндре.

μp – масштаб индикаторной диаграммы.

А – площадь поперечного сечения цилиндра. Находим величину ординат индикаторной диаграммы hi , соответствующие i-тому положению кривошипа ОА.

Величина избыточного давления.

Положение механизма Левый цилиндр Правый цилиндр
Р=46200 Н Р=0 Н
Р=0 Н Р= 83500 Н

 

3.2 Определение сил инерции звеньев.

Результирующая сила инерции звеньев

 


 

Положение №4

Ри1=0

Ри2=m2∙μW(πs2’)=12∙8100=97 580 H

Ри3=m3∙ μW(πв’)=18∙5346=96 238 H

Ри4=m4∙ μW(πs4’)=5∙1260=64 846 H

Ри3= m5∙ μW(πf’)=18∙1290=233 280H

Положение №10

Ри1=0

Ри2=m2∙ μW(πs2’)=12∙7938=95 256 Н

Ри3=m3∙ μW(πв’)=18∙3078=55 404 Н

Ри3=m4∙ μW(πs4’)=5∙8748=43 740 Н

Ри3=m5∙ μW(πf’)=18∙12798=230 364 Н

Результирующие сил инерции проходит через полюсы инерции τ2 и τ4 шатунов, положение которых определяется отрезками.

3.3 Определение сил тяжести звеньев.

G1=0

G2=m2∙g= 117,6 H

G3=m3∙g=176,4 H

G4=m4∙g=49 H

G5=m5∙g=176,4 H

3.4 Определение давления в кинематических парах.

3.4.1 Pассмотрение равновесия двухповодковой группы

звеньев 4 и 5 (положение 4).

Действующие на группу силы:

Р5=161553 Н – давление газов на поршень F/

Gi – силы тяжести.

Pи – силы инерции.

- давление направляющих на ползун F и давление шатуна 2 на шатун 4.

Условие равновесия группы 4, 5.

R05 находится из уравнения моментов всех сил действующих на группу относительно точки С.

Положение №4 .

ΣМF=0

3.4.2 Равновесие двухповодковой группы 2,3 (положение №4)

3.4.3 Равновесие кривошипа (положение №4)

 

 

3.4.4 Проверка (положение №4)

3.4.5 Равновесие двухповодковой группы 2,3 (положение №10)

3.4.6 Равновесие кривошипа (положение №10)

Проверка проводится аналогично положению №4.

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.