Лист 1. Проектирование основного механизма и определение закона его движения

1. Определение основных размеров звеньев механизма по заданным условиям (средняя скорость поршня; число оборотов коленчатого вала при номинальной нагрузке двигателя; отношение длины шатуна к длине кривошипа).

2. Определение необходимого момента инерции маховых масс, обеспечивающих вращение коленчатого вала с заданным коэффициентом неравномерности при установившемся режиме работы на холостом ходу. Определение момента инерции дополнительной маховой массы, установленной на коленчатом валу.

3. Построение диаграммы изменения угловой скорости коленчатого вала двигателя за время одного цикла установившегоя режима работы на холостом ходу.


Примечание. 1. При построении диаграммы силы давления газов, действующих на поршень, силой при всасывании и выхлопе пренебречь.2. Веса звеньев механизма и их моменты нерции даны ориентировочно.3. Центры тяжести поршней лежат соответственно в точках B.



Определение размеров звеньев.


Vср=4*lOA*nном/60

lOA = Vср*60/(4*nном) =9.53*60/(4*2600)=0.0549 (м)

lAB/lOA=4 lAB=4*lOA=4*0.0549=0.219 (м)

lAS2/lAB=0.268 lAS2 =0.219*0.268=0.0587 (м)

Так как рассчитываем 4х-цилиндровый двигатель, то полученные значения верны и для остальных цилиндров.


Определение масштаба.

Определим масштаб, необходимый для построения механизма:

l=OA/lOA =27.45/0.0549=500 (мм/м), тогда

AB= lAB*l= 0,219*500=109.5 (мм),

AS2= lAS2*l=0.0587*500=29.35 (м).

Строим схему двигателя и определяем ход поршня, как разницу между нижней и верхней мертвыми точками:

HB = 2* lOA= 0.11 (м).


Построение индикаторной диаграммы и графика усилий.



Зная значение хода поршня и максимального давления в режиме

холостого хода составим таблицу 1 значений давления в цилиндре в

зависимости от хода поршня.

Таблица 1 :


S/H: 0 0,025 0,05 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

Расширение

Выпуск

Всасывание

Сжатие

3,84 4,22 3,42 2,9 1,23 0,9 0,52 0,34 0,31 0,24 0,21 0,18 0,16

0,08

-0,08

3,84 2,59 2,38 1,63 0,73 0,37 0,15 0,07 0,05 0,01 -0,05 -0,06 -0,08





Переведем эти табличные данные в соответствующий масштаб:

l = 500 [мм/м] ­р = ур/(рmax)xx­­[мм/МПа] = 80/ 4.2 = 19 [мм/МПа].


График усилий строим по индикаторной диаграмме, учитывая

направление движения поршня и направление действия силы.


Переведем полученные данные в реальные размеры, тогда получим

таблицу 2:

­­f=­р/Sп =­р/ (d2п /4)= 19*500/(3.1415*0,082­/4) = 1892 [мм/кН]


Таблица 2:


Ход поршня

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

Расширение

Сжатие

38,5 29,0 12,3 9,2 5,1 3,4 3,0 2,4 2,1 1,7 1,5

38,5 16,4 7,3 3,6 1,4 0,6 0,5 0,1 0,5 0,6 0,8



Построение графиков приведенных моментов от сил движущих,

сопротивления и тяжести.


Примем следующие обозначения: М­дпр(y) - момент движущей силы;

Мспр(y)- момент сопротивления; МGпр - момент сил тяжести;

1) Момент движущей силы в каждом положении механизма считаем по

формуле:

М­дпр ­=Fд*(VB/W1)*соs (Fд^VB)­, т. к. соs (Fд^VB)= 1,

тогда М­дпр ­=Fд*(VB/W1).

Значение Fд берем из таблицы 2, значение ­ VB/W1 берем из таблицы

распечатки (Приложение 1)


Составим таблицу 3 значений М­дпр ­ в соответствии с диаграммой

усилий.


­м =Ум/Мmax [мм/Нм] 70 / 0,7 == 100 [мм/кН*м],

­­­ = 240/4 [мм/рад] = 19.1 [мм/рад].


Таблица 3:


Положение механизма

0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

330

М­дпр

0

0,69

0,27

0,09

0,04

0,02

0

0

0

0

0

0


360

390

420

450

480

510

540

570

600

630

660

690

720

0

0

0

0

0

0

0

0,01

0,01

0,013

0,11

0,42

0



2) Момент сопротивления определяем из условия, что при

установившемся движении |Ас| = |Ад| за цикл; |Ад| пропорциональна

алгебраической сумме площадей fд (в мм2­) под кривой

М­дпр(1), тогда Мс = fд/(­м*­*) = 682/(100*3,14*19,1) = 0,1137 [кНм] .




Построение суммарного приведенного момента.


Примем обозначение суммарного приведенного момента: М­пр

Значение суммарного приведенного момента ищем как алгебраическую

сумму каждого из моментов, найденных ранее : М­пр =­ М­дпр­ + МGпр + Мс

Учитывая работу механизма и чередование процессов в цилиндрах

двигателя и используя данные таблицы 3, составим таблицу 4, в которой

отразим значения всех моментов, действующих в каждом цилиндре.


Таблица 4:


Положение механизма

0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

330

М­пр

-0,11

0,59

0,17

-0,03

-0,24

-0,51

-0,11

0,59

0,17

-0,03

-0,24

-0,51

360

390

420

450

480

510

540

570

600

630

660

690

720

-0,11

0,59

0,17

-0,03

-0,24

-0,51

-0,11

0,59

0,17

-0,03

-0,24

-0,51

-0,11


Построение графика суммарной работы.


График суммарной работы А () строим методом графического интегрирования графика суммарного приведенного момента ­ М­пр . Для этого выберем отрезок k­ = 30 мм, тогда масштаб графика работы считаем по формуле:

­ А=(­м*­ ­­­)/k =100*19.1/30= 63.7[мм/кДж].


Составим таблицу 5 значений получившегося графика суммарной

работы.


Таблица 5: ­


Положение механизма

0

15

30

45

60

75

90

105

120

135

150

165

180

А ()

0

47,1

183,7

313,9

387,1

416,0

417,6

416,0

387,1

313,9

183,7

47,1

0



Построение графика суммарногоприведенного приведенного момента инерции второй группы звеньев.


Суммарный приведенный момент инерции второй группы звеньев,

включающей в себя шатун 2 и поршень 3, рассчитаем по следующей

формуле: Iпр­ = Iпр3­ + I­пр2п + Iпр2­в Каждый из этих моментов инерции считаем по соответствующей формуле для каждого из цилиндров: Iпр3 = m3*(VB/1)2­;

I­пр2п = m2*(VS2/1)2­; Iпр2­в= I2S*(1/2)2­. Значения всех используемых передаточных функций, а также значения масс и момента инерции шатуна берем из распечатки

(Приложение 1)

Примечание: в силу симметрии расположения цилиндров и,

соответственно, одинакового значения передаточных функций для I и IV, а

также для II и III цилиндра, достаточно рассчитать значение приведенных

моментов инерции для I и II цилиндра, а при сложении получившиеся

моменты инерции умножить на два, то есть тем самым учесть наличие всех

цилиндров.


Из таблицы видно, что график Iпр в интервале (2, 4) имеет тот же

вид, что и в интервале (0, 2). Следовательно, для наглядности, достаточно

изобразить график ­­только в интервале (0, 2).

Масштаб для построения графика рассчитываем по формуле:

­I = уImax­/Imax­[мм/(­кг*м­)] = 205,7/ 0,0103 = 20000 [мм/(кг*м­)].


Построение приближенного графика ТII() кинетической энергии этой же


группы звеньев.


Воспользуемся следующей формулой для построения приближенного

графика кинетической энергии второй группы звеньев: ТII() IпрII*2ср/2 .

Считая 1ср= соnst­, получаем что график кинетической энергии

пропорционален графику моментов инерции, тогда пересчитаем масштаб:

­т =2*I/ 2ср = 2* 20000/ 115,32­ =3[мм/Дж].

Значение кинетической энергии в масштабных единицах для каждого

положения механизма соответствует масштабным значениям моментов

инерции (уI = уT).


Пострение кинетической энергии первой группы звеньев.

Для построения графика ТI(1*) воспользуемся следующей формулой:

ТI =­ Т - ТII

То есть при построении кривой ТI(1*) необходимо из ординат кривой

Т(1*) в каждом положении механизма вычесть отрезки уTII , но с учетом


Случайные файлы

Файл
referat.doc
10793.rtf
НПБ 237-97.doc
OPMIISER.DOC
2559.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.