Расчет машинного агрегата для получения электрической энергии с помощью генератора (стр. 4 из 9)
Графический способ кинематического анализа методом кинематических диаграмм заключается в построении графиков перемещений, скоростей и ускорений от угла поворота начального звена.
Для построения диаграммы перемещений ползуна откладываем на оси абсцисс отрезок длиной 240 мм, выражающий один оборот кривошипа (2) и делим на 12 равных частей. От точек 1, 2, 3… откладываем ординаты, соответствующие расстояниям, проходимые точкой В ползуна от начала отсчета.
Определяем масштаб угла поворота, φ, 1/мм:
φ=2/х, (41)
φ=2/240=/120
Определяем масштаб перемещений,S, м/мм:
S=0,128/64=2
10-3 м/ммДиаграмму скоростей строим дифференцированием диаграммы перемещений методом хорд. Криволинейные участки диаграммы перемещений заменяем хордами 0-1’, 1’-2’, 2’-3’…. Строим систему координат v=f(t), слева от начала координат откладываем полюсное расстояние Н1=40 мм, отмечаем полюс диаграммы скоростей рv, из которого проводим лучи, параллельные хордам на диаграммы перемещений. На пересечении этих лучей с осью ординат получаем точки 1’, 2’,… Из этих точек проводим горизонтальные лучи до пересечения с вертикальными прямыми, опущенными из середин хорд на диаграмме перемещений. Полученные точки 1 ”, 2”, … соединяем плавной кривой, получаем диаграмму изменения скорости точки В ползуна. На диаграмме отмечаем точки 1, 2, 3,…, соответствующие положениям кривошипа.
Определяем масштаб диаграммы скоростей,
:μv=
, (42)μv=
Результаты измерений скорости ползуна заносим в таблицу 7.
Таблица 7 – Скорость ползуна
| № положения | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| vВi, м/с | 0 | 7,84 | 14,56 | 19,04 | 16,89 | 11,2 | 0 |
| № положения | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| vВi, м/с | -11,2 | -16,8 | -19,04 | -14,56 | -7,84 | 0 |
Диаграмму ускорения ползуна от угла поворота кривошипа получаем аналогичным способом, дифференцируя диаграмму скоростей. Откладываем полюсное расстояние диаграммы ускорений Н2=40 мм.
Определяем масштаб диаграммы ускорений,
:μа=
, (43)μа=
Результаты измерений ускорения ползуна заносим в таблицу 8.
Таблица 8 – Ускорение ползуна
| № положения | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| аВi,, м/с2 | 4547,2 | 4233,6 | 3292,8 | 1097,6 | -2273,6 | -5174,4 | -5958,4 |
| № положения | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| аВi,, м/с2 | -5174,4 | -2273,6 | 1097,6 | 3292,8 | 4233,6 | 4547,2 |
Определяем погрешности метода кинематических диаграмм, , %:
v=
,v1=
а=
,а1=
Результаты погрешностей представим в виде таблицы 9
Таблица 9 – Погрешности метода кинематических диаграмм
| № положения | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| vi, % | 0 | 3 | 0,07 | 1,5 | 5,8 | 1,2 | 0 |
| аi, % | 4,5 | 1,1 | 0,85 | 4,1 | 4,5 | 2,97 | 4,5 |
| № положения | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| vi, % | 1,2 | 5,8 | 1,5 | 0,07 | 3 | 0 |
| аi, % | 2,97 | 4,5 | 4,1 | 0,85 | 1,1 | 4,5 |
3.2 Кулачковый механизм
3.2.1 Кинематический синтез кулачкового механизма
Кулачковый механизм предназначен для привода выпускных клапанов. Так как двигатель внутреннего сгорания четырехтактный, то угловая скорость кулачка должна быть в два раза медленнее, чем кривошипа, что обеспечивается зубчатой передачей.
к=1/2
1, (44)к=1/2
293,07=146,54 с-1Задачей синтеза кулачкового механизма является определение радиусов и профильных углов кулачка по известному закону движения и допустимому углу давления max.
3.2.1.1 Определение минимального радиуса кулачка
Минимальный радиус кулачка определяется из рассмотрения передаточной функции кулачкового механизма.
На чертеже ЧГУ.С.КП.150404.00.00.02 строим систему координат S2=f(S’2), по оси ординат откладываем приращение перемещения толкателя S2i в масштабе μS2. По оси абсцисс откладываем значения аналога скорости толкателя в масштабе μS2 для перемещения S2i, рассчитанного для десяти положений.
Определяем перемещение толкателя, S2i, мм:
S2i=2
Sмах ni2, (45)S2i=4
Sмах ( 
), (46)S21=2
6 0,01=0,12 ммОпределяем аналог скорости, S’2i,, мм:
S’2i=
, (47)S’2i=
, (48)где φУ –значение угла поворота кулачка на фазе удаления:
φУ=0,925 рад.
S’21=
радЗначения для остальных положений представим в таблице 10
Таблица 10 – Значения перемещения и аналога скорости толкателя
| ni | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,0 |
| S2i мм | 0,12 | 0,48 | 1,08 | 1,92 | 3,00 | 4,08 | 4,92 | 5,52 | 5,88 | 6,00 |
| S’2i, мм | 2,60 | 5,19 | 7,78 | 10,38 | 12,97 | 10,38 | 7,78 | 5,19 | 2,60 | 0 |
Определяем масштаб передаточной функции кулачка, м/мм:
м/ммОпределяем длины отрезков перемещений и аналогов скоростей, мм:
мм 
ммТаблица 11 – Длины отрезков перемещений и аналогов скоростей
| ni | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,0 |
| S2i мм | 1,2 | 4,8 | 10,8 | 19,2 | 30,0 | 40,8 | 49,2 | 55,2 | 58,8 | 60,0 |
| S’2i, мм | 26,0 | 51,9 | 77,8 | 103,8 | 129,7 | 103,8 | 77,8 | 51,9 | 26,0 | 0 |
На фазе удаления толкателя полученные точки соединяем плавной кривой. Под углом min- к горизонтальной оси проводим касательную прямую АВ к полученной плавной кривой.
min=90-max, (49)
min=90-30=600
В этом случае минимальный радиус кулачка
Rmin=
м.Рекомендуемое значение минимального радиуса кулачка Rmin=15 мм. Требуется определить величину смещения толкателя при заданном угле давления max. Размахом циркуля 15 мм в масштабе
делаем засечку на линии АВ, получаем точку О1, отстоящую от вертикальной линии на величину расстояния смещения толкателя в масштабе: