Исследование кривошипно-ползунного механизма ДВС

4-ssrrr-4-rrsrerrs (1).docx

Министерство образования и науки РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)»
Исследование кривошипно-ползунного механизма двигателя внутреннего сгорания
Пояснительная записка
СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ 5
Степень подвижности механизма 5
Формула строения механизма 5
КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМА .. 6
Определение положений звеньев механизма .. 6
Определение скоростей звеньев механизма 6
Определение ускорений звеньев механизма 11
КИНЕТОСТАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМА 13
Определение реакций в кинематических парах группы 3 -4 для рабочего хода 13
Определение реакций в кинематических парах группы 1 -2 для рабочего хода 14
Определение реакций в кинематических парах группы 3 -4 для холостого хода 15
Определение реакций в кинематических парах группы для холостого хода 1 -2 17
ДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ РЫЧАЖНОГО МЕХАНИЗМА . 18
Расчет маховика . 21
КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ЗУБЧАТОГО МЕХАНИЗМА .. 23
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ . 26
Курсовой проект выполняется в учебных целях по заданию кафедры «Механика» от «_15_» октября 2012 г. В курсовом проекте проводится кинематический кинетостатический анализ кривошипно-ползунного механизма поршневого компрессора и синтез зубчатого механизма.
За начало рабочего хода принимается крайнее правое положение ползуна.
Координаты центров масс звеньев: Центр масс звена 2 находится в точке А центр масс звена 3 расположен посередине звена
Моменты инерции звеньев определяются по формуле
Целью структурного анализа является изучение строения механизма определение его степеней свободы и класса.
- схема на курсовой проект.
Степень подвижности механизма
Степень подвижности механизма находим по формуле Чебышева
где – число подвижных звеньев ;
- число пар пятого класса ;
- число пар четвертого класса .
Формула строения механизма
Данный кривошипно-ползунный механизм является механизмом 2 класса по наивысшему классу группы Ассура.
КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ
Целью кинематического анализа является определение перемещений скоростей и ускорений характерных точек механизма.
Определение положений звеньев механизма
Определение масштабного коэффициента плана положений
Исходные данные: обмин
Проводим траекторию точки В – окружность с центром в точке А и радиусом AB = 75 мм. Разбиваем окружность на 12 равных частей и далее через каждую точку В0 ..В11 проводим отрезки ВС длиной СB = 255 мм до пересечения с траекторией движения ползуна (точки С).
Измеряем каждое перемещение ползуна от нулевой точки до n-ой полученные результаты заносим в таблицу 2.1
Таблица 2.1 – Перемещение ползуна
Определение скоростей звеньев механизма
Скорость точки B определяем по формуле
где - угловая скорость кривошипа радс;
- длина кривошипа м.
Угловую скорость кривошипа определяем по формуле
где n - число оборотов кривошипа n = 1750 обмин.
План скоростей (рабочий ход)
План скоростей построен по векторным равенствам:
Масштабный коэффициент плана скоростей:
Определим истинные величины скоростей умножив на масштабный коэффициент их значения на плане:
План скоростей (холостой ход)
Определение ускорений звеньев механизма
План ускорений (рабочий ход 1 положение)
Ускорение точки «В» лежащей на кривошипе представляет собой сумму:
Масштабный коэффициент плана ускорений равен:
- угловая скорость звена 3. (25)
Определим истинные величины ускорений умножив на масштабный коэффициент их значения на плане:
План ускорений (холостой ход 10 положение)
- угловая скорость звена 3.
КИНЕТОСТАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМА
РАБОЧИЙ ХОД (ПОЛОЖЕНИЕ 5)
Определение реакций в кинематических парах группы 3 – 4.
Рассматриваем равновесие группы:
где G3- сила тяжести шатуна; (31)
G4- сила тяжести ползуна; (32)
; - сила инерции ползуна. (33)
; - сила инерции шатуна. (34)
Кроме силы на шатун действует момент сил инерции
- величина силы сопротивления на рабочем ходу
Р23 - реакция кривошипа на ползун. Предполагаемое направление реакции разложено на нормальную и тангенциальную составляющие. Тангенциальная составляющая Р23 определяется из суммы моментов сил действующих на шатун относительно точки С.
Определяем масштаб для построения:
В результате построения плана сил получил реакции:
Определение реакций в кинематических парах исходного механизма.
Рассмотрим равновесие:
Р32 – реакция ползуна на кривошип. По величине равна Р23 и противоположена по направлению.
G2 – сила тяжести кривошипного колеса;
Р12 – реакция подшипника на вал колеса.
Рур – уравновешивающая сила – реакция зуба отброшенной шестерни с числом зубьев Z1.
Уравновешивающий момент можно определить по уравновешивающей силе.
Реакция определяется из плана сил:
ХОЛОСТОЙ ХОД (8 ПОЛОЖЕНИЕ)
где G3- сила тяжести шатуна;
G4- сила тяжести ползуна;
; - сила инерции ползуна.
; - сила инерции шатуна.
- величина силы сопротивления на холостом ходу
ДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ РЫЧАЖНОГО МЕХАНИЗМА
Основной задачей динамики является исследование установившегося неравновесного движения машины.
Таблица зависимости приведенного момента инерции механизма от угла поворота входного звена:
где момент инерции 2-го звена;
приведенный момент инерции.
Таблица зависимости приведенных моментов сил сопротивления от угла поворота входного звена:
; где - момент сил сопротивления.
Таблица зависимости работ сил сопротивления и избыточной работы от угла поворота входного звена:
где кинетическая энергия момент инерции маховика
- минимальный и максимальный углы наклона касательных.
где коэффициент неравномерности хода;
масштабный коэффициент инерции.
где ρ- массовая плотность материала маховика. Обычно отливается из серого чугунас ρ=7100 кгм3
В ходе выполнения курсового проекта мною был проведен кинематический анализ механизма поршневого компрессора и определены линейные и угловые перемещения скорости и ускорения характерных точек механизма.
В результате кинетостатического анализа были получены значения реакций в кинематических парах и уравновешивающей силы для 1 и 10 положений механизма.
В результате динамического анализа был определен момент инерции маховика равный 155кгм2 и спроектирован маховик обеспечивающий заданный коэффициент неравномерности вращения кривошипа. Был определен закон изменения угловой скорости звена приведения (кривошипа).
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Артоболевский И. И. Теория механизмов - М.:Наука1965 – 520 с.
Динамика рычажных механизмов.Ч.1. Кинематический расчет механизмов: Методические указания Сост.:Л.Е. Белов Л.С. Столярова – Омск: СибАДИ 1996 г. 40 с.
Динамика рычажных механизмов. Ч.2. Кинетостатика: Методические указания Сост.:Л.Е. Белов Л.С. Столярова – Омск: СибАДИ 1996 г. 24 с.
Динамика рычажных механизмов. Ч.3. Примеры кинетостатического расчета: Методические указания Сост.:Л.Е. Белов Л.С. Столярова – Омск: СибАДИ 1996 г. 44 с.
Динамика рычажных механизмов. Ч.4.Примеры расчета: Методические указания Сост.:Л.Е. Белов Л.С. Столярова – Омск: СибАДИ 1996 г. 56 с.
Корчагин П.А. Теория механизмов и машин: Конспект лекций – Омск: СибАДИ 1997 г 20 с.
где работа сил сопротивления;
работа движущих сил;
средняя угловая скорость.
масштабный коэффициент энергии
масштабный коэффициент работы.

2-rress.dwg

Кинетостатический расчёт
Определение реакций группы 3-4

1-rress.dwg

2-rress (1).dwg

Кинетостатический расчёт
Определение реакций группы 3-4

rress-3.dwg

Диаграммы работ сил сопротивлений и
Диаграмма энергомасс
Динамический расчет
Диаграмма приведенных моментов сил
Диаграмма избыточной работы
Диаграмма приведенного момента инерции
Диаграмма угловой скорости

1-rress (1).dwg

4-ssrrr-4-rrsrerrs.docx

Министерство образования и науки РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)»
Исследование кривошипно-ползунного механизма двигателя внутреннего сгорания
Пояснительная записка
СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ 5
Степень подвижности механизма 5
Формула строения механизма 5
КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМА .. 6
Определение положений звеньев механизма .. 6
Определение скоростей звеньев механизма 6
Определение ускорений звеньев механизма 11
КИНЕТОСТАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМА 13
Определение реакций в кинематических парах группы 3 -4 для рабочего хода 13
Определение реакций в кинематических парах группы 1 -2 для рабочего хода 14
Определение реакций в кинематических парах группы 3 -4 для холостого хода 15
Определение реакций в кинематических парах группы для холостого хода 1 -2 17
ДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ РЫЧАЖНОГО МЕХАНИЗМА . 18
Расчет маховика . 21
КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ЗУБЧАТОГО МЕХАНИЗМА .. 23
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ . 26
Курсовой проект выполняется в учебных целях по заданию кафедры «Механика» от «_15_» октября 2012 г. В курсовом проекте проводится кинематический кинетостатический анализ кривошипно-ползунного механизма поршневого компрессора и синтез зубчатого механизма.
За начало рабочего хода принимается крайнее правое положение ползуна.
Координаты центров масс звеньев: Центр масс звена 2 находится в точке А центр масс звена 3 расположен посередине звена
Моменты инерции звеньев определяются по формуле
Целью структурного анализа является изучение строения механизма определение его степеней свободы и класса.
- схема на курсовой проект.
Степень подвижности механизма
Степень подвижности механизма находим по формуле Чебышева
где – число подвижных звеньев ;
- число пар пятого класса ;
- число пар четвертого класса .
Формула строения механизма
Данный кривошипно-ползунный механизм является механизмом 2 класса по наивысшему классу группы Ассура.
КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ
Целью кинематического анализа является определение перемещений скоростей и ускорений характерных точек механизма.
Определение положений звеньев механизма
Определение масштабного коэффициента плана положений
Исходные данные: обмин
Проводим траекторию точки В – окружность с центром в точке А и радиусом AB = 75 мм. Разбиваем окружность на 12 равных частей и далее через каждую точку В0 ..В11 проводим отрезки ВС длиной СB = 255 мм до пересечения с траекторией движения ползуна (точки С).
Измеряем каждое перемещение ползуна от нулевой точки до n-ой полученные результаты заносим в таблицу 2.1
Таблица 2.1 – Перемещение ползуна
Определение скоростей звеньев механизма
Скорость точки B определяем по формуле
где - угловая скорость кривошипа радс;
- длина кривошипа м.
Угловую скорость кривошипа определяем по формуле
где n - число оборотов кривошипа n = 1750 обмин.
План скоростей (рабочий ход)
План скоростей построен по векторным равенствам:
Масштабный коэффициент плана скоростей:
Определим истинные величины скоростей умножив на масштабный коэффициент их значения на плане:
План скоростей (холостой ход)
Определение ускорений звеньев механизма
План ускорений (рабочий ход 1 положение)
Ускорение точки «В» лежащей на кривошипе представляет собой сумму:
Масштабный коэффициент плана ускорений равен:
- угловая скорость звена 3. (25)
Определим истинные величины ускорений умножив на масштабный коэффициент их значения на плане:
План ускорений (холостой ход 10 положение)
- угловая скорость звена 3.
КИНЕТОСТАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМА
РАБОЧИЙ ХОД (ПОЛОЖЕНИЕ 5)
Определение реакций в кинематических парах группы 3 – 4.
Рассматриваем равновесие группы:
где G3- сила тяжести шатуна; (31)
G4- сила тяжести ползуна; (32)
; - сила инерции ползуна. (33)
; - сила инерции шатуна. (34)
Кроме силы на шатун действует момент сил инерции
- величина силы сопротивления на рабочем ходу
Р23 - реакция кривошипа на ползун. Предполагаемое направление реакции разложено на нормальную и тангенциальную составляющие. Тангенциальная составляющая Р23 определяется из суммы моментов сил действующих на шатун относительно точки С.
Определяем масштаб для построения:
В результате построения плана сил получил реакции:
Определение реакций в кинематических парах исходного механизма.
Рассмотрим равновесие:
Р32 – реакция ползуна на кривошип. По величине равна Р23 и противоположена по направлению.
G2 – сила тяжести кривошипного колеса;
Р12 – реакция подшипника на вал колеса.
Рур – уравновешивающая сила – реакция зуба отброшенной шестерни с числом зубьев Z1.
Уравновешивающий момент можно определить по уравновешивающей силе.
Реакция определяется из плана сил:
ХОЛОСТОЙ ХОД (8 ПОЛОЖЕНИЕ)
где G3- сила тяжести шатуна;
G4- сила тяжести ползуна;
; - сила инерции ползуна.
; - сила инерции шатуна.
- величина силы сопротивления на холостом ходу
ДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ РЫЧАЖНОГО МЕХАНИЗМА
Основной задачей динамики является исследование установившегося неравновесного движения машины.
Таблица зависимости приведенного момента инерции механизма от угла поворота входного звена:
где момент инерции 2-го звена;
приведенный момент инерции.
Таблица зависимости приведенных моментов сил сопротивления от угла поворота входного звена:
; где - момент сил сопротивления.
Таблица зависимости работ сил сопротивления и избыточной работы от угла поворота входного звена:
где кинетическая энергия момент инерции маховика
- минимальный и максимальный углы наклона касательных.
где коэффициент неравномерности хода;
масштабный коэффициент инерции.
где ρ- массовая плотность материала маховика. Обычно отливается из серого чугунас ρ=7100 кгм3
В ходе выполнения курсового проекта мною был проведен кинематический анализ механизма поршневого компрессора и определены линейные и угловые перемещения скорости и ускорения характерных точек механизма.
В результате кинетостатического анализа были получены значения реакций в кинематических парах и уравновешивающей силы для 1 и 10 положений механизма.
В результате динамического анализа был определен момент инерции маховика равный 155кгм2 и спроектирован маховик обеспечивающий заданный коэффициент неравномерности вращения кривошипа. Был определен закон изменения угловой скорости звена приведения (кривошипа).
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Артоболевский И. И. Теория механизмов - М.:Наука1965 – 520 с.
Динамика рычажных механизмов.Ч.1. Кинематический расчет механизмов: Методические указания Сост.:Л.Е. Белов Л.С. Столярова – Омск: СибАДИ 1996 г. 40 с.
Динамика рычажных механизмов. Ч.2. Кинетостатика: Методические указания Сост.:Л.Е. Белов Л.С. Столярова – Омск: СибАДИ 1996 г. 24 с.
Динамика рычажных механизмов. Ч.3. Примеры кинетостатического расчета: Методические указания Сост.:Л.Е. Белов Л.С. Столярова – Омск: СибАДИ 1996 г. 44 с.
Динамика рычажных механизмов. Ч.4.Примеры расчета: Методические указания Сост.:Л.Е. Белов Л.С. Столярова – Омск: СибАДИ 1996 г. 56 с.
Корчагин П.А. Теория механизмов и машин: Конспект лекций – Омск: СибАДИ 1997 г 20 с.
где работа сил сопротивления;
работа движущих сил;
средняя угловая скорость.
масштабный коэффициент энергии
масштабный коэффициент работы.

rress-3 (1).dwg

Диаграммы работ сил сопротивлений и
Диаграмма энергомасс
Динамический расчет
Диаграмма приведенных моментов сил
Диаграмма избыточной работы
Диаграмма приведенного момента инерции
Диаграмма угловой скорости