- •Теория механизмов и машин
- •Раздел 1.
- •Структурный анализ механизма
- •Описание механизма
- •1.2. Степень подвижности механизма
- •1.3.Структурные группы механизма
- •3. Кинематический расчет механизма
- •3.1. Определение скоростей методом построения планов скоростей.
- •4. Строим план скоростей для (рис. 7) по векторным уравнениям (7) и (8)
- •3.2. Определение ускорений методом построения плана ускорений
- •План ускорений при
- •4. Силовой расчет
- •4.4. Определение векторов сил инерции и главных моментов сил инерции звеньев
- •4.5. Определение реакций в кинематических парах кинетостатическим способом
- •4.5.1. Силовой расчет диады 2-3
- •4.5.2. Силовой расчет диады 4-5
- •4.5.3. Силовой расчет механизма 1ого класса.
- •4.6 Определение уравновешивающей силы с помощью теоремы н.Е. Жуковского о «жестком рычаге»
Теория механизмов и машин
Методические указания
к курсовому проекту
Раздел 1.
Структурный анализ, проектирование, кинематический с силовой расчет кривошипно-ползункового механизма двигателя внутреннего сгорания с V-образным расположение цилиндров.
Объём работы
1. По труктурному анализу.
1.1.Описать механизм.
1.2. Определить степень подвижности.
1.3. Выяснить структурные группы механизма.
2. По проектированию механизма.
2.1. По заданному ходу поршня Н и параметру λ определить размеры кривошипа и шатуна.
2.2. Вычертить в масштабе кинематическую схему механизма при заданном положении ведущего звена (φ1) и кинематическую схему механизма при двух «мертвых» положениях поршня С.
3. По кинематическому расчету механизма.
3.1. Построить планы скоростей для положений механизма, заданного углом (φ1), а также для одного из «мертвых» положений.
3.2. Определить скорости центров масс поршней и шатунов.
3.3. Определить величины и направления угловых скоростей шатунов.
3.4. . Построить планы ускорений для положений механизма, заданного углом (φ1), а также для «мертвого» положения , рассмотренного в предыдущем пункте.
3.5. Определить ускорения центров масс поршней и шатунов.
3.6. Определить величины и направления угловых ускорений шатунов.
4. По силовому расчету.
4.1. Определить силы, действующие со стороны газов на поршни.
4.2. Для положения кривошипа, заданного углом (φ1), определить силы инерции и моменты от сил инерции.
4.3. Определить кинетостатическим способом реакции в кинематических парах.
4.4. Определить уравновешивающую силу для заданного положения механизма при (φ1).
4.5. Определить уравновешивающую силу с помощью теоремы Н.Е. Жуковского о «жестком рычаге» для рассмотренного положения механизма.
4.6. Сравнить величины уравновешивающей силы, найденные обоими способами выразив разницу в процентах от значения, найденного с помощью теоремы о «жестком рычаге».
Задание на курсовой проект
Кривошипно-ползунковый механизм
Кинематическая схема Кривошипно-ползункового механизма V-образного двигателя внутреннего сгорания показана на рис. 1, а в таблице 1 приведены исходные данные для расчета по вариантам. На рисунке обозначено: 1 – кривошип, 2,4 – шатуны, 3,5 – поршни (ползуны), 6 – неподвижная часть механизма – стойка. Стрелкой показано направление угловой скорости ω1.
Точки S2, S4 – центры масс шатунов.
Длины шатунов одинаковы, т.е. .
В цилиндре В рабочий ход, в цилиндре С – выпуск, Р5=0.
При силовом расчете вес звеньев G2,=G4=G3=G5=0 (не учитывать).
Обозначение на рисунке 1 и в табличе 1
H – полный ход поршня [мм],
Dп – диаметр поршня [мм],
φ1 – угол поворота кривошипа, отсчитываемый от линии ОВ0, соответствующей «мертвому» положению первого поршня,
, где r – длина кривошипа [мм], - длина шатунов [мм],
s – перемещение поршня от верхней «мертвой» точки [мм],
n – частота вращения кривошипа [об/мин],
- отношения, определяющие положения центров масс шатунов,
β – угол развала цилиндров,
p – давление в цилиндре В [H/см2].
Таблица 1
Вариант |
Н, мм |
λ,
|
Dп, мм |
φ1, град |
β, град |
n, об/мин |
p, H/см2 |
|
1 |
54 |
0,22 |
70 |
135 |
60 |
3200 |
0,25 |
42 |
2 |
50 |
0,26 |
65 |
45 |
70 |
2900 |
0,30 |
45 |
3 |
54 |
0,28 |
76 |
45 |
90 |
3600 |
0,28 |
45 |
4 |
74 |
0,28 |
75 |
75 |
110 |
2500 |
0,32 |
45 |
5 |
90 |
0,28 |
85 |
30 |
60 |
2700 |
0,32 |
50 |
6 |
84 |
0,30 |
95 |
75 |
90 |
2900 |
0,28 |
47 |
7 |
80 |
0,25 |
63 |
30 |
70 |
3200 |
0,28 |
50 |
8 |
95 |
0,24 |
80 |
80 |
120 |
2900 |
0,30 |
50 |
9 |
85 |
0,25 |
75 |
60 |
105 |
2700 |
0,25 |
45 |
10 |
76 |
0,26 |
70 |
75 |
90 |
2400 |
0,28 |
50 |
11 |
68 |
0,27 |
69 |
150 |
75 |
2500 |
0,30 |
45 |
12 |
56 |
0,28 |
80 |
120 |
60 |
2600 |
0,38 |
40 |
13 |
80 |
0,29 |
95 |
80 |
120 |
3600 |
0,25 |
50 |
14 |
75 |
0,30 |
85 |
60 |
105 |
3400 |
0,32 |
45 |
15 |
72 |
0,30 |
75 |
75 |
90 |
3200 |
0,30 |
48 |
16 |
65 |
0,29 |
70 |
45 |
75 |
2800 |
0,28 |
60 |
17 |
60 |
0,28 |
85 |
75 |
60 |
3000 |
0,25 |
45 |
18 |
100 |
0,27 |
85 |
65 |
120 |
3500 |
0,25 |
40 |
19 |
82 |
0,26 |
92 |
45 |
105 |
3800 |
0,28 |
45 |
20 |
75 |
0,25 |
90 |
30 |
90 |
2900 |
0,30 |
55 |
21 |
54 |
0,24 |
78 |
45 |
60 |
2800 |
0,28 |
45 |
22 |
64 |
0,30 |
76 |
45 |
70 |
2400 |
0,25 |
45 |
23 |
92 |
0,30 |
90 |
30 |
100 |
3800 |
0,30 |
50 |
24 |
90 |
0,29 |
95 |
30 |
100 |
3500 |
0,30 |
45 |
25 |
87 |
0,26 |
82 |
45 |
80 |
2400 |
0,33 |
45 |
26 |
92 |
0,25 |
90 |
30 |
70 |
2500 |
0,33 |
45 |
27 |
66 |
0,25 |
75 |
60 |
120 |
3600 |
0,35 |
50 |
28 |
85 |
0,26 |
80 |
105 |
100 |
3000 |
0,30 |
42 |
29 |
60 |
0,26 |
75 |
60 |
80 |
3800 |
0,26 |
40 |
30 |
52 |
0,30 |
78 |
30 |
60 |
2500 |
0,30 |
40 |
ПРИМЕР
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
ПАРАМЕТРЫ МЕХАНИЗМА (вариант )
№ п/п |
Параметр |
Обозна- чения |
Числовое значение |
Размер- ность |
1 |
Угол поворота кривошипа, отсчитываемый от линии ОВ0, в сторону вращения кривошипа (рис.1) |
φ1 |
120 |
град. |
2 |
Частота вращения коленчатого вала (кривошипа) |
n |
3800 |
|
3 |
Угол развала цилиндров (рис.1) |
β |
110 |
град. |
4 |
Диаметр поршня |
Dn |
75 |
мм |
5 |
Полный ход поршня |
H |
80 |
мм |
6 |
Параметр |
λ |
0,27 |
- |
7 |
Отношения, определяющие положения центров масс S2, S4 |
0,32 |
- |
|
0,32 |
- |
|||
8 |
Максимальное давление в цилиндре |
Pmax |
|
|
9 |
Текущее давление в 1-ом цилиндре |
P1 |
45 |
|
10 |
Текущее давление в 2-ом цилиндре |
P2 |
|
|
В виду малости можно принять Р5≈0. |
Рис.1 Кинематическая схема кривошипно-ползункового механизма