- •1.Описание схемы и работы машины
- •2. Задачи и методы исследования
- •3. Динамика машинного агрегата
- •3.1 Структурный анализ рычажного механизма
- •3.2. Определение размеров и параметров рычажного механизма
- •3.3. Определение кинематических характеристик механизма
- •3.3.1. Графоаналитический метод планов
- •3.3.1.1. Построение планов положений.
- •3.3.1.2. Построение планов аналогов скоростей
- •3.3.2. Аналитическая кинематика механизма
- •3.4 Определение внешних сил на поршнях
3. Динамика машинного агрегата
Задачами раздела являются:
-
Динамический синтез машинного агрегата с рычажным механизмом по заданному коэффициенту неравномерности δ и определение постоянной части проведенного момента инерции и момента инерции маховика .
-
Динамический анализ движения звена с определением действительной угловой скорости ω и углового ускорения ε внутри цикла установившегося движения. Основным наиболее энергоемким является двигатель внутреннего сгорания.
3.1 Структурный анализ рычажного механизма
Кривошипно-ползунный механизм двигателя предназначен для преобразования поступательного движения поршня во вращательное движение механизма на рабочем ходе расширения или преобразования вращательного движения кривошипа в возвратно-поступательное движение поршня на холостом ходе сжатия и выхлопа.
Структурная схема механизма приведена на рис. 3.1
Рис. 3.1
Звенья:
1 – кривошип,
2 – шатун,
3 – ползун,
4 – стойка.
Число подвижных звеньев .
Кинематические пары:
А(1,2) – вращательная, 5 класса,
В(2,3) – вращательная, 5 класса,
С(3,4) – поступательная, 5 класса,
О(4,1) – вращательная, 5 класса.
Число кинематических пар 5 класса - .
Число кинематических пар 4 класса - .
Так как механизм плоский, то W находим по формуле Чебышева.
. Так как то механизм определенного движения с одной обобщенной координатой .
Разложение механизма на структурные группы:
Группа Асура
2 класса
2 вида
2 порядка
Механизм 1 класса
Класс всего механизма 2-й
Формула строения: I (4,1) I I (2,3)
3.2. Определение размеров и параметров рычажного механизма
Входные параметры и условия синтеза:
- ход поршня м;
- максимальный угол давления шатуна ;
- частота вращения кривошипа об/мин;
Выходные параметры синтеза:
- размеры механизма ;
Основным условие синтеза является обеспечение заданного хода поршня H м. Т.к. ход Н – это расстояние между крайними положениями поршня, покажем на рисунке 3.3 два крайних положения механизма и в которых кривошип ОА и шатун ОВ располагаются на одной прямой.
Из рисунка 3.3 видно, что ход Н – это расстояние между и . . Отсюда – длина кривошипа .
Максимальный угол давления будет в положении, когда . Из (рисунок 3.4) Отсюда - длина шатуна м.
l=0 (l-смещение оси ползуна), т.к. механизм на рисунке 3.4 – центральный. По заданным частоте вращения определим среднюю угловую скорость кривошипа рад/с.
Начальная обобщённая координата дальнего крайнего левого положения на рисунке 3.3.
Массово-инерционные параметры механизма:
- массы ;
- шатуна кг, где q – масса одного погонного метра длины, кг/м.
- массы кривошипа кг;
- поршня кг;
- положения центров масс:
- шатуна м;
- кривошипа ;
- поршня ;
- осевые моменты инерции:
- шатуна кг·м2;
- кривошипа кг·м2;
Результаты расчета сводим в таблицу 3.1.
Таблица 3.1.
Наименование и обозначение параметров |
Размеры, м. |
Угловая скорость . |
Масса ,кг |
Осевые моменты инерции |
|||||||
Численное значение |
0.055 |
0.26 |
0 |
0,086 |
-251.33 |
0 |
8.892 |
2.34 |
1.872 |
0.013 |
0.028 |