Проектирование и исследование механизмов 4-х цилиндрового V образногодвигателя

Лист - 2.cdw

График коэффициента удельного
Курсовой проект по ТММ
Проектирование кулачка
График аналога ускорений
График аналога скоростей
Картина угловых скоростей
Схема зубчатого механизма
Построение профиля кулачка

Лист - 1.cdw

Гадограф скоростей точки S
Гадограф ускорений точки S
Курсовой проект по ТММ
График перемещений ползуна В
График скоростей ползуна В
График ускорений ползуна В
График угловых скоростей звена АВ
График угловых ускорений звена АВ

Лист - 3.cdw

Силовой многоугольник группы Ассура 2-3
в восьмом положении
Силовой многоугольник группы Ассура 4-5
Силовой многоугольник ведущего звена
в десятом положении
Курсовой проект по ТММ
Рычаг Жуковского для положения 8
Рычаг Жуковского для положения 10

Прокопенко 277, В-3.2.docx

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«АЛТАЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Инженерный факультет
Кафедра: «Математика механика и инженерная графика»
Пояснительная записка
к курсовому проекту по Теории механизмов машин
Структурный анализ механизма 4Х цилиндрового V-образного двигателя4
Кинематический анализ механизма 4Х цилиндрового V-образного двигателя5
Проектирование профиля кулачка10
Проектирование зубчатого механизма11
Силовой расчет механизма в 8ом положении14
Силовой расчет механизма в 10ом положении18
V-образный четырёхцилиндровый двигатель — весьма редкая конфигурация. Изредка применялся в начале XX-века на мотоциклах гоночных автомобилях и самолетах. Массовыми реализациями такой конфигурации в отечественном автопроме были лишь двигатели Мелитопольского моторного завода МеМЗ-965 МеМЗ-966 МеМЗ-968 применявшиеся на автомобилях «Запорожец» и ЛуАЗ. Такая конфигурация была выбрана из соображений достижения компактности силового агрегата как в длину так и в ширину и упрощения его системы воздушного охлаждения. Однако конфигурация V4 полностью несбалансированная и имеет неравномерное чередование вспышек в цилиндрах.
Конструкция V-образных 4-тактных ДВС предусматривает расположение цилиндров в два ряда. При этом оба ряда находятся под некоторым углом по отношению друг к другу в разных моделях от 45 до 120 градусов.
Особенностью работы V-образных силовых агрегатов является попеременное прохождение рабочих фаз поршнями из противоположных рядов. Такты 4-цилиндровый мотор отсчитывает по схеме 1-3-2-4 где первый и второй цилиндры относятся к одному ряду а третий и четвёртый – к другому.
Структурный анализ механизма 4Х цилиндрового V-образного двигателя
1) Степень подвижности:
где n – число звеньев;
P5 – число пар пятого класса;
P4 – число пар пятого класса.
2) Разбиваем механизм на группы Ассура и определяем класс вид и порядок каждой группы.
(ОА; СD) – 1-й класс;
(СD; D) – 2-й класс 2-й вид 2-й порядок;
( B) – 2-й класс 2-й вид 2-й порядок;
Механизм второго порядка.
3) Структурная формула:
(ОА; СD) 2 (СD; D) 2 ( B)
Кинематический анализ механизма 4Х цилиндрового V-образного двигателя
1)кинематической схемы:
2) Рассчитываем длины всех звеньев:
3) Вычерчиваем механизм в 12 положениях (лист 1).
4) Строим план скоростей принимая при этом вектор pa = 40 мм:
4.1) Выбираем произвольный полюс p и определяем скорость ведущего звена OA. Принимаем:
Вектор скорости pa направляем в сторону .
4.2) Определяем вектор скорости точки B пользуясь системой уравнений:
4.3) Определяем вектор скорости точки С пользуясь системой уравнений:
4.4) Определяем вектор скорости точки D пользуясь системой уравнений:
4.5) Определяем положение точки S4:
Соединяем найденную точку с полюсом и получаем вектор скорости точки S4.
Аналогичным способом выполняем планы скоростей для других положений.
5) Строим планы ускорений.
Зная что скорость вращения ведущего звена условно постоянна (т. А обладает только нормальным ускорением) и то что вектор a = 40 мм определяем масштаб планов ускорений:
5.1) Выбираем произвольный полюс и определяем ускорение точки А:
Вектор ускорения a направляем к точке О.
5.2) Определяем ускорение точки B пользуясь системой уравнений:
Определяем нормальное ускорение:
Выполняем необходимые построения.
5.3) Определяем ускорение точки С пользуясь системой уравнений:
Определяем нормальные ускорения:
Достраиваем тангенциальные вектора ускорений и на их пересечении находим ускорение точки С.
5.4) Определяем ускорение точки D пользуясь системой уравнений:
5.5) Определяем ускорение точки S4.
Соединяем найденную точку с полюсом и получаем вектор ускорения точки S4.
Аналогичным способом выполняем планы ускорений для других положений.
6) Строим графики изменения угловой скорости и углового ускорения звена АВ:
Аналогичным способом вычисляем значения угловых скоростей и угловых ускорений для остальных положений.
Определяем масштабы графиков изменения угловой скорости и углового ускорения звена АВ:
При построении графика угловой скорости откладываем на оси ординат величину вектора относительной скорости звена AB (ab). Для построения графика углового ускорения откладываем на оси ординат величину вектора нормального ускорения звена AB (n1b).
7) Строим годографы скоростей и ускорений точки S4.
Для этого выбираем произвольный полюс и в эту точку параллельно переноси векторы скоростей (ускорений) точки с планов скоростей (ускорений). Соединяем концы векторов плавной кривой.
Масштабы годографов принимаем равными масштабам планов скоростей и ускорений.
8) Строим график перемещений ползуна В.
Принимаем положение ползуна в первом положении за начало отсчета. На оси ординат откладываем расстояние от начала отсчета до текущего положения ползуна.
9) Строим график скоростей ползуна В.
Скорости ползуна В определяем методом графического дифференцирования.
Определяем масштаб графика скорости ползуна В:
10) Строим график ускорений ползуна В.
Откладываем на оси ординат длину вектора b для каждого положения.принимаем a = 709891 (мс2)мм.
Проектирование профиля кулачка
1) Строим заданный график аналога ускорений толкателя в произвольном масштабе.
2) Строим график аналога скоростей толкателя методом графического интегрирования графика аналога ускорений.
3) Строим график аналога перемещений толкателя методом графического интегрирования графика аналога скоростей.
4) Определяем масштабы графиков:
5) Делаем разметку хода толкателя вычерчивая размеченный ход в масштабе l = 0001 ммм.
6) Строим ось вращения кулачка.
Для этого проводим касательную к линии распределения скоростей под углом 18 градусов.
На пересечении касательной с прямой отстоящей от оси толкателя на расстояние эксцентриситета получаем центр окружности радиусом 6 мм. Центр окружности – ось вращения кулачка.
7) Строим теоретический и практический профили кулачка.
Проектирование зубчатого механизма
1) Определяем передаточное отношение механизма графическим методом Смирного.
1.1) Определяем делительные диаметры окружностей зубчатых колес:
1.2) Строим схему механизма в масштабе l = 0006 ммм.
1.3) Строим картину скоростей.
2) Определяем передаточное отношение механизма аналитическим методом Виллиса.
3) Определяем погрешность.
Подробные расчеты приведены на листе 2.
4) Вычерчиваем зацепление пары эвольвентных колес 1 и 2.
5.1) Определяем радиусы делительных окружностей:
5.2) Определяем радиусы основных окружностей:
5.3) Определяем радиусы окружностей вершин:
5.4) Определяем радиусы окружностей впадин:
5.5) Определяем межосевое расстояние:
5.6) Определяем толщину зуба по делительной окружности:
Вычерчиваем зацепление пары эвольвентных колес (картину зацепления) в масштабе l = 0001 мм.
6) Строим график удельного скольжения.
Для точки A (ρ1 = 5643 мм; ρ2 = 0):
Для остальных точек расчеты аналогичны. Полученные точки соединяем плавными кривыми. График удельного скольжения профилей строим в масштабе = 00625 мм-1.
7) Строим график удельного давления.
Для точки А (ρ1 = 5643 мм; ρ2 = 0):
Для остальных точек расчеты аналогичны. Строим график в масштабе γ = 0005 мм-1.
8) Определяем коэффициент перекрытия.
Определяем шаг по основной окружности:
Тогда коэффициент перекрытия:
Силовой расчет механизма в 8ом положении
1) Определяем силы полезного сопротивления.
Определяем масштаб индикаторной диаграммы:
Определяем силы полезного сопротивления:
где PГ – давление на поршень (по индикаторной диаграмме);
S – площадь днища поршня.
2) Определяем силы действующие на звенья механизма.
2.1) Определяем силы инерции действующие на звенья механизма:
2.2) Определяем моменты инерции шатунов:
2.3) Определяем веса звеньев механизма:
2.4) Вычисляем плечи пар сил:
3) Рассматриваем группу Ассура 4-5.
Прикладываем внешние силы G4 G5 PИ4 PИ5 PПС5 момент MИ4 и неизвестные реакции R05 к точке В R14 к точке C. Выполняем необходимые построения.
Определяем R14 составляя уравнение моментов относительно точки D:
Реакции R24n и R05 определяем графически строя силовой многоугольник для группы Ассура 4-5.
Принимаем масштаб сил p = 75 Нмм и определяем величины искомых реакций:
4) Рассматриваем группу Ассура 2-3.
Прикладываем внешние силы G2 G3 PИ2 PИ3 PПС3 момент MИ2 и неизвестные реакции R03 к точке В R12 к точке А и R42 к точке С. Выполняем необходимые построения.
Определяем R12 составляя уравнение моментов относительно точки В:
Реакции R12n и R03 определяем графически строя силовой многоугольник для группы Ассура 2-3.
Принимаем масштаб сил p = 180 Нмм и определяем величины искомых реакций:
5) Рассмотрим ведущее звено.
К точке А ведущего звена прикладываем найденные ранее реакции R12 и R14 (направление реакций меняем на противоположное) и приведенную силу Py (под прямым углом к звену). В точке О прикладываем реакцию опоры R01 в произвольном направлении.
Определяем величину Py составляя уравнение моментов относительно точки О:
Реакцию опоры находим графически с помощью построения силового многоугольника.
Приняв масштаб силы p = 150 Нмм определяем:
6) Строим рычаг Жуковского для восьмого положения.
6.1) Определяем положение точек качания:
6.2) Составляем уравнение моментов относительно полюса p:
Тогда уравновешивающая сила будет равна:
6.3) Погрешность определения величины уравновешивающей силы найденной силовым методом и методом Н.Е. Жуковского:
Силовой расчет механизма в 10ом положении
Прикладываем внешние силы G4 G5 PИ4 PИ5 PПС5 момент MИ4 и неизвестные реакции R05 к точке В R24 к точке C. Выполняем необходимые построения.
Определяем R24 составляя уравнение моментов относительно точки D:
Принимаем масштаб сил p = 150 Нмм и определяем величины искомых реакций:
Артоболевский И.И Теория механизмов и машин: Учебник для втузов. - 5 изд. - М.: Альянс 2008.
К.В. Фролов С.А. Попов А.К. Мусатов и др. Теория механизмов и машин. - М.: Высшая школа 1998.
Артоболевский И.И. Эдельштейн Б.В. Сборник задач по теории механизмов и машин. - М.: Наука 1975.
Лачуга Ю.Ф. Воскресенский А.Н. Чернов М.Ю. Теория механизмов и машин. Кинематика динамика и расчет: Учебное пособие для втузов.. - М.: КолосС 2008.
Баранов Г.Г. Курс теории механизмов и машин. - М.: Машиностроение 1974.
Кожевников С.Н. Теория механизмов и машин. - М.: Машиностроение 1973.
Кореняко А.С. Курсовое проектирование по теории механизмов и машин. - М.: Высшая школа 1970.
Екшибаров В.Н. Левищев И.В. Курсовое проектирование по теории механизмов и машин. - Барнаул: АГАУ 2008. - 94 с.