Проектирование и исследование механизмов двигателя внутреннего сгорания (стр. 3 из 5)

Определим кинетическую энергию по формуле:

Найденные значения записываем в таблицу 5.

Таблица 5

положение	Т₂
1	2
0	339,81
1	549,73
2	977,93
3	1153,10
4	962,32
5	540,97
6	339,81
7	553,70
8	968,61
9	1153,10
10	960,15
11	553,39
12	339,81
13	549,73
14	977,93
15	1153,10
16	962,32
17	540,97
18	339,81
19	553,70

продолжение таблицы 5

1	2
20	968,61
21	1153,10
22	960,15
23	553,39
24	339,81

2.5.5 Построение диаграммы изменения кинетической энергии DТ₁=DТ₁(j).

Строим диаграмму изменения кинетической энергии путём вычитания из кривой суммарной работы значений Т₂, при этом диаграмма суммарной работы и Т₂ выполнены в одном масштабе.

Определяем DТ_1наиб. и вычисляем значение I_пр1:

кг´м²,

при этом момент инерции маховика

, где I_пр0 – момент инерции звена, приведения и звеньев, связанных со звеном приведения постоянством передаточного отношения.

2.5.6 Определение размеров маховика.

Момент инерции маховика коленвала должен быть таким, чтобы колебания угловой скорости машины, заданные коэффициентом неравномерности вращения s не выходил за предел колебания угловой скорости w_max и w_min.

Если

, и I_пр0=0, то

кг´м². Масса маховика определяется по формуле:

где Dср – средний диаметр маховика принимаем равным 0,4 м, т.о.

кг. Зная массу и плотность (g=7800 кг/м³), вычислим значения S и b:

1). Находим объём маховика:

м³.

2). Определим толщину S и ширину обода b:

;

, откуда

м Þ S=0,4´0,055=0,022 м.

2.5.7 Определение закона движения ведущего звена

При принятых допущениях изменение угловой скорости Dw₁ ведущего звена пропорционально изменению кинетической энергии DТ₁ звеньев первой группы. В Связи с этим, диаграмма DТ₁=f(j₁) может являться и диаграммой угловой скорости кривошипа w₁, если принять равенство соответствующих ординат.

Т.к. m_DТ1 уже выбран, то масштабный коэффициент m_w определяется следующим образом:

Начало координат осей на диаграмме w₁=f(j₁) определяется ординатой

Дифференцируем диаграммуw₁=f(j₁) и получаем диаграмму аналога углового ускорения кривошипа e_j=f(j₁). При этом масштабный коэффициент вычисляется по формуле:

, где Н_e - полюсное расстояние, Н_e=30 мм.

Для определения углового ускорения кривошипа e₁ воспользуемся следующей формулой:

Пример расчёта: e_j=[e_j]´m_e=22 мм´0,255 с^-1/мм=5,61 с^-1, тогда

e₁=5,61´209,03=1172,648 рад/с².

Результаты измерений и вычислений занесём в таблицу 6.

Таблица 6

положение	Dw₁	w₁	e₁	e_j
0	1,8	211,20	0	0,00
1	0,9	210,35	1180,081	5,61
2	-1,1	208,37	1328,367	6,38
3	-1,8	207,68	0	0,00
4	-0,4	209,03	1172,648	5,61
5	1,7	211,14	1346,011	6,38
6	1,8	211,20	0	0,00
7	0,9	210,31	1179,854	5,61
8	-1,0	208,47	1328,973	6,38
9	-1,8	207,68	0	0,00
10	-0,4	209,05	1172,772	5,61
11	1,6	211,01	1345,203	6,38
12	1,8	211,20	0	0,00
13	0,9	210,35	1180,081	5,61
14	-1,1	208,37	1328,367	6,38
15	-1,8	207,68	0	0,00
16	-0,4	209,03	1172,648	5,61
17	1,7	211,14	1346,011	6,38
18	1,8	211,20	0	0,00
19	0,9	210,31	1179,854	5,61
20	-1,0	208,47	1328,973	6,38
21	-1,8	207,68	0	0,00
22	-0,4	209,05	1172,772	5,61
23	1,6	211,01	1345,203	6,38
24	1,8	211,20	0	0,00

2.7 Силовой анализ рычажного механизма.

2.7.1 Определение ускорений точек методом планов.

Ускорения точек звеньев и угловые ускорения находим для заданного 4^-го положения механизма (j₁=330°), для которого нужно провести силовой анализ.

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 m_а= 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 а_ВАⁿ и а_СDⁿ, 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.