1.Определение закона движения машинного агрегата.


Исходные данные:


1) средняя скорость поршня



м/с ;


3) число оборотов коленчатого вала

при режиме холостого хода



об/мин ;


2) число оборотов коленчатого вала

двигателя при установившемся

режиме



об/мин ;


4) диаметр цилиндра двигателя



;


5) отношение длины шатуна к

длине кривошипа



;


6) отношение расстояния от точки B

до центра тяжести шатуна к

длине шатуна (те BS/BC)



.


7) максимальное давление в

цилиндре двигателя



.


8) коэффициент неравномерности вращения коленчатого вала при режиме холостого хода



9) Эффективная мощность двигателя при номинальной нагрузке



л.с.


10) КПД



1.1. Определение размеров проектируемого механизма.


Длина кривошипа:




Длина шатуна:




1.2. Построение индикаторной диаграммы.


SBотн - путь поршня (в долях хода H);

Pотн - давление газа (в долях, те P/Pmax ).






Ход поршня:










Индикаторная диаграмма:



1.3. Построение графика сил.



Площадь поршня:









1.4.Определение кинематических параметров механизма.





По теореме синусов AB/sin= BC/sin



Из проекции звеньев АВ и ВС на ось Х:



Из проекции звеньев АВ и ВS2 на ось Х



Из проекции звеньев АВ и ВS2 на ось Y



















1.5. Графики приведенных моментов инерции II группы звеньев.




Вес шатуна


Вес поршня


Момент инерции шатуна относительно

оси S2, проходящей через его центр тяжести


Момент инерции приведенный к валу

двигателя вращающихся деталей привода

автомобиля






IпрII = Iпр2вр + Iпр2п + Iпр3









Средняя угловая скорость кривошипа













мм/м.


Масштаб графика кинетической энергии

II группы звеньев




1.6. График приведенного момента от сил, действующих на

поршень машины.








1.6.1 Интерполяция графика сил.


























1.7 Построение графика суммарной работы движущих сил





1.8. Определение необходимого момента инерции первой группы звньев методом Мерцалова


Кинетическая энергия второй группы звеньев:
















Наибольшее изменение первой группы звеньев:



Требуемый момент инерции маховых масс:








1.9 Определение закона движения начального звена механизма


Кинетическая энергия звеньев механизма в начальном положении:

















2.Силовой расчет механизма.


Силовой расчет проводится по графоаналитическому способу (при решении используют алгебраические уравнения моментов сил и векторные уравнения для сил, приложенных к звеньям механизма). Механизм при силовом расчете расчленяют на статически определимые группы звеньев (группы Ассура).


2.1 Определение угловых ускорений и ускорений центров масс звеньев механизма (Аналитический метод)


















Для того чтобы провести силовой расчет необходимо знать числовое значение кинематических параметров при угле в 30 град (см. условие) для цилиндров 1-4












В качестве проверки проведем вычисления графическим методом


для цилиндров 2-3 угол равен












2.2 Определение угловых ускорений и ускорений центров масс звеньев механизма (Графический метод)


Для цилиндров 1-4


Определение скоростей точек механизма (ц.1-4):



- скорость точки B для первого и четвертого цилиндра



- перепендикулярна


- || оси Y


- перепендикулярна (BC)


Из построения находим:


Зададим масштаб: мм/м/c







где = BS/BC


По аналогии получим( BS/BC = bs/bc):



(cтроим на графике полученный bs и получаем скорость точки )



Определяем угловую скорость звена 2:



Определение ускорений точек механизма (ц.1-4):




составляем векторное уравнение:

т.к. траекторией точки C является прямая, то нормальная составляющая ускорения равна 0, тогда:




- || оси Y



- ||



- перпендикулярно



- ||



- перпендикулярно


Определяем нормальную составляющую ускорения звена 2:



Выберем масштаб:






Строим ускорения:






(cтроим на графике полученный bs и получаем скорость точки )


Из чертежа получаем:








Для цилиндров 2-3


Определение скоростей точек механизма (ц.2-3):



- скорость точки B' для второго и третьего цилиндра



- перепендикулярна


- || оси Y


- перепендикулярна (B'C')


Из построения находим:


Зададим масштаб: мм/м/c







.


где = BS/BC


По аналогии получим( BS/BC = bs/bc):



(cтроим на графике полученный bs и получаем скорость точки )



Определяем угловую скорость звена 2:



Определение ускорений точек механизма (ц.2-3):




составляем векторное уравнение:

т.к. траекторией точки C' является прямая, то нормальная составляющая ускорения равна 0, тогда:




- || оси Y



- ||



- перпендикулярно



- ||



- перпендикулярно


Определяем нормальную составляющую ускорения звена 2:



Выберем масштаб:




Строим ускорения:








(cтроим на графике полученный bs и получаем скорость точки )


Из чертежа получаем:








Проверив полученные результаты геометрическим и аналитическим способом убеждаемся что расчет выполнен верно


2.3 Определим значения и направления главных векторов и главных моментов сил инерции для заданного положения механизма







Для цилиндров 1-4:



тк центр масс неподвижен






знак минус в формуле указывает на то, что вектор силы инерции направлен всторону, противоположную соответствующему ускорению.






знак минус в формуле указывает на то, что моменты сил инерции направленыв сторону, противоположную соответствующему угловому ускорению


Для цилиндров 2-3:



тк центр масс неподвижен






знак минус в формуле указывает на то, что вектор силы инерции направлен всторону, противоположную соответствующему ускорению.




знак минус в формуле указывает на то, что моменты сил инерции направленыв сторону, противоположную соответствующему угловому ускорению


2.4 Силовой расчет


Структурная группа 2-3 (ц.1-4)



Вводим масштаб:



(сразу перевожу в метры длины, разделив тем самым на коэффециент )


По чертежу нахожу необходимые данные:








Для цилиндра 1:


Рассматриваем двухповодковую группу Ассура и записываем для неё уравнение равновесия (уравнение Даламбера):









решаем это уравнение строя план сил в масштабе мм/Н









из плана находим:



- значение силы для 1-ого цилиндра



- значение силы для 1-ого цилиндра



Отсюда получим: