3. Динамика машинного агрегата

Задачами динамики агрегата являются:

1) динамический синтез машинного агрегата с рычажным механизмом при установившемся движении.

По заданному коэффициенту неравномерности δ определяем постоянную часть приведённого момента инерции I’_П и момент инерции маховика I_M.

2) динамический анализ движения звена приведения с определением действительной угловой скорости ω₁ и угловым ускорением ε_1.

Основным, наиболее энергоёмким является рычажный механизм, с которого начинаем расчёт.

0. Структурный анализ рычажного механизма

Основной кривошипно-шатунный механизм двигателя внутреннего сгорания самоходного шасси предназначен для преобразования вращательного движения кривошипа 1 в возвратно поступательное движение поршня 3 при холостом ходе сжатия (рис 3.1).

Рис 3

Кинематический анализ:

Звенья:

1-кривошип;

2-шатун;

3-ползун;

4-стойка.

Число подвижных звеньев n=3.

Кинематические пары:

О(4,1)-вращательное 5 класса;

А(1,2)-вращательное 5 класса;

В(2,3)-вращательное 5 класса;

С(3,4)-поступательное 5 класса;

Число кинематических пар 5 класса P₅=4, число высших пар 4 класса P₄=0.

Так как механизм плоский, то определяем степень подвижности W по формуле Чебышева:

W=3n-2P₅-P₄=9-8-0=1

Так как W=b, то механизм определённого движения, достаточно одной обобщённой координаты в виде угла поворота кривошипа.

Разложение механизма на структурные группы показано на рис 3.2.

Группа 2-ого класса механизм 1-го класса

2-ой порядок

2-ой вид

Рис 3.2

0. Определение размеров и параметров рычажного механизма

Входные параметры синтеза:

- ход поршня H=0,12 м;

- частота вращения кривошипа n₁=250 об/мин;

- максимальный угол давления υ_max=13⁰.

Выходные параметры синтеза:

- размеры l₁=l_ОА, l₂=l_АВ, смещение оси ползуна е;

- средняя угловая скорость ω_1СР кривошипа.

Основным условием синтеза является обеспечение заданного хода H. Так как ход H это расстояние между крайними положениями механизма ОА₁В₁ и ОА₂В₂, когда кривошип ОА и шатун АВ располагаются по одной прямой (рис 3.3).

Из рис 3.3 H=l_B1B2=OB₁-OB₂=(l_OB-l_OA)-(l_AB-l_OA)=2l_OA

Отсюда l₁=l_OA=H/2=0,06 м

Максимальный угол давления υ_max будет в положении при ОА перпендикулярно ОВ.

Из прямоугольного треугольника . Отсюда длина шатуна

Так как механизм центральный, то смещения e=0.

Средняя скорость поршня

Средняя угловая скорость кривошипа w_1ср=.

Начальная угловая координата дальнего крайнего положения из рис.3.3 =90⁰.

Массы звеньев:

-шатуна m₂=ql_AB= кг;

-кривошипа m₁=4m₂=кг;

-поршня m₃=0,3m₂=кг;

Положения центров масс звеньев l_s:

-шатуна м;

-кривошипа ;

-поршня ;

Осевые моменты инерции звеньев:

-шатуна кгм²;

-кривошипа кгм²;

Название и обозначение параметра	Размеры l,м			w1ср, 1/c	,0	Массы,кг			Осевые моменты инерции Is, кгм2
	l1	l2	lAS2			m1	m2	m3
Численное значение	0,06	0,267	0,0935	327.1	90	2,22	8,88	0,666	0,02849	0,01439

Результаты синтеза сводим в табл.4

Таблица.4