Структурный анализ кривошипно-ползунного механизма
Содержание и порядок выполнения проекта
Курсовой проект состоит из четырех графических листов формата А1(594  841) и расчетно-пояснительной записки объемом 30-35 страниц формата А4. Проект включает в себя разработку и практическое применение следующих разделов курса:
1. Структурный анализ и синтез рычажного механизма.
2. Кинематический анализ рычажного механизма.
3. Силовой расчет механизма.
4. Динамическое исследование машинного агрегата (регулирование периодической неравномерности вращения ведущего вала).
5. Проектирование зубчатого механизма.
Примерный характер оформления листов курсового проекта показан в прилож. 3. Расчетно-пояснительная записка оформляется в соответствии с ГОСТ 2.105-95 ЕСКД «Общие требования к текстовым документам» (с изменением №1). Условные обозначения основных величин машинного агрегата и единиц их измерения приведены в прилож. 1. В прилож. 2 представлены условные обозначения звеньев и кинематических пар механизмов.
 3.1. Альбом заданий
Задание 1. Грузовая тележка
| Кривошипно-ползунный механизм двигателя внутреннего сгорания преобразует возвратно-поступательное движение ползуна (поршня) 3 во вращательное движение кривошипа 1. Цикл движения поршня включает такты расширения и сжатия. При расширении взорвавшаяся в цилиндре рабочая смесь перемещает поршень из в.м.т. в н.м.т. При подходе поршня к н.м.т. открываются продувочные окна в цилиндре и выпускные клапаны. Продукты горения удаляются из цилиндра в выхлопную систему, а цилиндр заполняется чистым воздухом. После перекрытия поршнем продувочных окон и закрытия клапанов начинается сжатие воздуха в цилиндре, заканчивающееся в в.м.т. взрывом впрыснутого топлива.
В расчетах принять: 1. Массы звеньев: а) шатуна АВm2 = ql2, где q = 10 кГ/м; б) ползуна Вm3 = 0, 3m2; в) кривошипа ОАm1 = 2m2; 2. Центр масс шатуна в точке S2 с координатой АS2= 0, 35АВ; кривошип уравновешен. 3. Момент инерции относительно центров масс шатуна JS2 = 0, 15 m2l22.
|  Таблица 3.1
Исходные данные
| ПАРАМЕТР
| ЧИСЛОВЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ВАРИАНТОВ
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | Средняя угловая скорость вращения кривошипа ω 1, с-1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | Ход ползуна (поршня) S, м
| 0, 15
| 0, 145
| 0, 14
| 0, 135
| 0, 13
| 0, 125
| 0, 12
| 0, 115
| 0, 11
| 0, 105
| | Отношение длины кривошипа к длине шатуна λ =l1/l2
| 0, 17
| 0, 18
| 0, 19
| 0, 2
| 0, 18
| 0, 19
| 0, 21
| 0, 22
| 0, 23
| 0, 24
| | Диаметр поршня D, м
| 0, 08
| 0, 09
| 0, 1
| 0, 11
| 0, 12
| 0, 11
| 0, 1
| 0, 09
| 0, 09
| 0, 1
| | Мом. инерции трансмисс. Iп0, кг.м2
| 0, 2
| 0, 3
| 2, 1
| 2, 0
| 1, 3
| 1, 4
| 1, 5
| 0, 9
| 2, 3
| 2, 0
| | Коэффициент неравномерностивращения кривошипа δ
| 1/80
| 1/90
| 1/100
| 1/85
| 1/95
| 1/110
| 1/80
| 1/90
| 1/95
| 1/100
| | Число зубьев Z1,
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | Число зубьев Z2,
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | Модуль передачи, m
|
|
|
| 2, 5
|
|
|
| 2, 5
|
|
|
Задание 2. Горизонтально-ковочная машина
 
| Горизонтально-ковочная машина c вертикальным разъемом матриц и безмуфтовым приводом предназначена для горячей высадки изделий из прутковых заготовок. Для всех вариантов принять:
1. Кривошип уравновешен.
2. Момент инерции центра масс шатуна (звена 2) JS2 = 0, 17 m2l22.
3. АS2 = 0, 35 АВ.
| Таблица 3.2
 Исходные данные
| ПАРАМЕТР
| ЧИСЛОВЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ВАРИАНТОВ
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | Ход ползуна (поршня) S, м
| 0, 12
| 0, 14
| 0, 2
| 0, 21
| 0, 13
| 0, 3
| 0, 25
| 0, 23
| 0, 18
| 0, 17
| | Отношение длины кривошипа к длине шатуна λ =l1/l2
| 1/3
| 1/3, 3
| 1/3, 2
| 1/3, 3
| 1/3, 5
| 1/3
| 1/3, 6
| 1/3
| 1/3, 2
| 1/3
| | Средняя угловая скорость
вращения кривошипа ω 1, с-1
| 5, 0
| 7, 0
| 8, 0
| 8, 5
| 6, 0
| 6, 5
| 7, 5
| 9, 0
| 8, 0
| 7, 5
| | Массы звеньев, кг m1
m2
m3
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | Приведенный момент инерции Iп0, кг.м2
| 0, 2
| 0, 3
| 0, 5
| 0, 35
| 0, 6
| 0, 65
| 0, 2
| 0, 25
| 0, 4
| 0, 36
| | Коэффициент неравномерности вращения кривошипа δ
| 1/18
| 1/20
| 1/17
| 1/19
| 1/2
| 1/18
| 1/17
| 1/20
| 1/21
| 1/18
| | Максимальное усилие высадки Fпсmax, кН
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | Число зубьев Z1,
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | Число зубьев Z2,
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | Модуль передачи, m
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задание 3. Грузовая тележка
| Грузовая тележка с двухтактным двигателем внутреннего сгорания предназначена для перемещения грузов. Кривошипно-ползунный механизм двигателя преобразует возвратно-поступательное движение поршня 3 во вращательное движение кривошипа. Цикл движения поршня включает такты расширения, когда взорвавшаяся в цилиндре рабочая смесь перемещает поршень из н.м.т. в в.м.т. (в конце такта открываются выпускные клапаны и продувочные окна цилиндра и продукты горения удаляются в выпускную систему), и такт сжатия, заканчивающийся взрывом впрыснутого в цилиндр топлива. При расчетах принять:
1. Масса звеньев: шатуна m2 = ql2, гдеq = 10 кг/м; ползуна m3 = 0, 3 m2 , кривошипа m1 = 2m2.
2. Центр масс шатуна в точке S2 с координатой AS2 = 0, 35 AB.
3. Момент инерции относительно центра масс шатуна  . Кривошип уравновешен.
|  Таблица 3.3
Исходные данные
| ПАРАМЕТР
| ЧИСЛОВЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ВАРИАНТОВ
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Максимальный угол давления  , град
| 11, 0
| 11, 2
| 11, 4
| 11, 6
| 11, 8
| 12, 0
| 12, 4
| 12, 8
| 13, 0
| 13, 5
| | Ход ползуна S, м
| 0, 2
| 0, 19
| 0, 18
| 0, 17
| 0, 16
| 0, 15
| 0, 14
| 0, 13
| 0, 12
| 0, 11
| | Частота вращения кривошипа n, об/мин.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | Диаметр поршня Dм
| 0, 2
| 0, 19
| 0, 18
| 0, 17
| 0, 16
| 0, 15
| 0, 16
| 0, 17
| 0, 18
| 0, 2
| | Момент инерции Iп0, кг.м2
| 0, 4
| 0, 38
| 0, 36
| 0, 35
| 0, 34
| 0, 32
| 0, 30
| 0, 28
| 0, 25
| 0, 22
| | Коэффициент неравномерности вращения кривошипа δ
| 0, 01
| 0, 015
| 0, 011
| 0, 012
| 0, 013
| 0, 014
| 0, 016
| 0, 017
| 0, 018
| 0, 019
| | Число зубьев Z1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | Число зубьев Z2
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | Модуль передачи, m
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задание 4. Самоходное шасси
 
| Основным механизмом двигателя внутреннего сгорания является кривошипно-ползунный механизм, который преобразует возвратно-поступательное движение поршня 3 диаметром D во вращательное движение кривошипа 1. Передача движения от ползуна к кривошипу осуществляется через шатун 2. Цикл движения поршней включает такты расширения, выпуска и сжатия. Взорвавшаяся в камере сгорания рабочая смесь перемещает поршень из н.м.т. в в.м.т. Отработанный газ удаляется в выпускную систему. При выпуске цилиндр заполняется чистым воздухом, который в такте сжатия сжимается до 1, 5 мПа.
При расчетах принять:
1. Масса звеньев: шатуна m2 = ql2, гдеq = 10 кг/м; ползуна m3 = 0, 3 m2 , кривошипа m1 = 2m2. 2. Центр масс шатуна в точке S2 с координатой AS2 = 0, 35 AB. 3. Момент инерции относительно центра масс шатуна  . Кривошип уравновешен.
|  Таблица 3. 4
Исходные данные
| ПАРАМЕТР
| ЧИСЛОВЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ВАРИАНТОВ
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | Средняя угловая скорость
вращения кривошипа ω 1, с-1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | Ход ползуна (поршня) S, м
| 0, 1
| 0, 11
| 0, 12
| 0, 11
| 0, 1
| 0, 09
| 0, 085
| 0, 08
| 0, 09
| 0, 1
| | Отношение хода поршня к его диаметру S/D, м
| 1, 0
| 1, 05
| 1, 11
| 1, 12
| 1, 13
| 1, 15
| 1, 18
| 1, 2
| 1, 25
| 1, 3
| | Максимальный угол давления , град
| 10, 5
| 11, 0
| 11, 5
| 12, 0
| 11, 0
| 10, 5
| 11, 0
| 12, 0
| 13, 0
| 14, 0
| | Момент инерции трансмиссии Iп0, кг.м2
| 0, 2
| 0, 25
| 0, 3
| 0, 35
| 0, 2
| 0, 15
| 0, 12
| 0, 2
| 0, 22
| 0, 25
| | Коэффициент неравномерности вращения кривошипа δ
| 1/90
| 1/95
| 1/100
| 1/105
| 1/110
| 1/115
| 1/120
| 1/110
| 1/100
| 1/90
| | Число зубьев Z1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | Число зубьев Z2
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | Модуль передачи, m
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|  Задание 5. Мототележка
| Кривошипно-ползунный механизмдвигателя внутреннего сгорания мототележки преобразует возвратно-поступательное движение поршня 3 диаметром D во вращательное движение кривошипа 1. Передача движения от ползуна к кривошипу осуществляется через шатун 2. Цикл движения поршня включает такты расширения, когда взорвавшаяся в цилиндре рабочая смесь перемещает поршень из н.м.т. в в.м.т. (в конце такта открываются выпускные клапаны и продувочные окна цилиндра и продукты горения удаляются в выпускную систему), и такт сжатия, заканчивающийся взрывом впрыснутого в цилиндр топлива.
При расчетах принять:
1. Масса звеньев: шатуна m2 = ql2, гдеq = 10 кг/м; ползуна m3 = 0, 3 m2 , кривошипа m1 = 2m2. 2. Центр масс шатуна в точке S2 с координатой AS2 = 0, 35 AB. 3. Момент инерции относительно центра масс шатуна . Кривошип уравновешен.
|
 Таблица 3.5
Исходные данные
| ПАРАМЕТР
| ЧИСЛОВЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ВАРИАНТОВ
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | Средняя угловая скорость
вращения кривошипа ω 1, с-1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | Ход ползуна (поршня) S, м
| 0, 14
| 0, 135
| 0, 13
| 0, 125
| 0, 12
| 0, 115
| 0, 11
| 0, 105
| 0, 1
| 0, 09
| | Отношение длины кривошипа к длине шатуна λ =l1/l2
| 0, 2
| 0, 2
| 0, 22
| 0, 24
| 0, 22
| 0, 24
| 0, 25
| 0, 25
| 0, 26
| 0, 26
| | Отношение хода поршня к его диаметру S/D, м
| 1, 0
| 1, 05
| 1, 1
| 1, 1
| 1, 0
| 1, 0
| 1, 2
| 1, 3
| 1, 25
| 1, 2
| | Приведенный момент инерции трансмиссии Iп0, кг.м2
| 1, 8
| 1, 7
| 1, 5
| 1, 6
| 1, 4
| 1, 3
| 1, 2
| 1, 1
| 1, 0
| 0, 9
| | Коэффициент
неравномерности вращения кривошипа, δ
| 0, 012
| 0, 012
| 0, 011
| 0, 011
| 0, 01
| 0, 01
| 0, 012
| 0, 012
| 0, 011
| 0, 011
| | Число зубьев Z1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | Число зубьев Z2
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | Модуль передачи, m
|
| 2, 5
|
| 2, 5
|
|
| 3, 5
|
|
|
|  Задание 6. Одноцилиндровый поршневой компрессор
| Основным механизмом компрессора является кривошипно-ползунный механизм, который преобразует вращательное движение кривошипа 1 в поступательное движение ползуна (поршня) 3. Цикл движения поршня совершается за один поворот кривошипа и включает такты всасывания, сжатия, нагнетания и расширения. Изменение давления в цилиндре в зависимости от положения поршня показано на индикаторной диаграмме.
При расчетах принять:
1. Масса звеньев: шатуна m2 = ql2, гдеq = 10 кг/м; ползуна m3 = 0, 3 m2 , кривошипа m1 = 2m2. 2. Центр масс шатуна в точке S2 с координатой AS2 = 0, 33 AB. 3. Момент инерции относительно центра масс шатуна  .
Кривошип уравновешен.
|
 Таблица 3.6
Исходные данные
| ПАРАМЕТР
| ЧИСЛОВЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ВАРИАНТОВ
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | Длина кривошипа l1, м
| 0, 11
| 0, 12
| 0, 1
| 0, 09
| 0, 08
| 0, 12
| 0, 1
| 0, 11
| 0, 13
| 0, 142
| | Средняя угловая скорость вращения кривошипа ω 1, с-1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | Отношение длин шатуна к длине кривошипа λ =l2/l1, м
| 4, 3
| 4, 4
| 4, 5
| 4, 6
| 4, 7
| 4, 8
| 4, 7
| 4, 6
| 4, 5
| 4, 4
| | Максимальное давление Fmax , КН
| 0, 7
| 1, 0
| 0, 5
| 0, 6
| 0, 8
| 1, 0
| 0, 5
| 0, 7
| 0, 45
| 1, 2
| | Момент инерции трансмиссии Iп0, кг.м2
| 0, 12
| 0, 13
| 0, 14
| 0, 15
| 0, 16
| 0, 17
| 0, 16
| 0, 15
| 0, 14
| 0, 13
| | Коэффициент неравномерности вращения кривошипа, δ
| 0, 015
| 0, 015
| 0, 015
| 0, 015
| 0, 02
| 0, 02
| 0, 02
| 0, 025
| 0, 025
| 0, 025
| | Число зубьев Z1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | Число зубьев Z2
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | Модуль передачи, m
| 2, 5
|
|
|
|
|
| 2, 5
|
|
|
|  Задание 7. Автономная электроустановка
| Двухтактный двигатель внутреннего сгорания автономной электроустановки приводит в движение электрогенератор, вырабатывающий электрический ток. В кривошипно-ползунном механизме двигателя, состоящего из кривошипа 1, шатуна 2 и ползуна 3. Возвратно-поступательное движение ползуна (поршня) 3 во вращательное движение кривошипа. Рабочий цикл в цилиндре двигателя совершается за один оборот коленчатого вала. Изменение давления в цилиндре в зависимости от положения поршня показано на индикаторной диаграмме.
При расчетах принять:
1. Масса звеньев: m2 = ql2, гдеq = 10 кг/м; m1=m3=0, 75m2. 2. Центр масс шатуна в точке S2 с координатой AS2 =1/3 AB. 3. Момент инерции относительно центра масс шатуна  . 4. Диаметр поршня D =1, 5l1. Кривошип уравновешен.
|
 Таблица 3.7
Исходные данные
| ПАРАМЕТР
| ЧИСЛОВЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ВАРИАНТОВ
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | Средняя угловая скорость вращения кривошипа ω 1, с-1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | Ход ползуна (поршня) S, м
| 0, 13
| 0, 124
| 0, 12
| 0, 118
| 0, 116
| 0, 10
| 0, 132
| 0, 136
| 0, 12
| 0, 11
| | Максимальный угол давления , град
| 14, 0
| 14, 0
| 16, 0
| 15, 0
| 12, 6
| 14, 5
| 13, 5
| 16, 5
| 13, 5
| 14, 2
| | Момент инерции трансмиссии Iп0, кг.м2
| 0, 12
| 0, 1
| 0, 1
| 0, 09
| 0, 09
| 0, 08
| 0, 1
| 0, 105
| 0, 1
| 0, 09
| | Коэффициент неравномерности вращения кривошипа δ
| 0, 04
| 0, 03
| 0, 02
| 0, 04
| 0, 035
| 0, 04
| 0, 03
| 0, 02
| 0, 03
| 0, 04
| | Максимальное давление Рпсmax, МПа
| 4, 0
| 4, 0
| 3, 6
| 3, 8
| 3, 4
| 3, 2
| 3, 0
| 3, 6
| 3, 8
| 4, 0
| | Число зубьев Z1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | Число зубьев Z2
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | Модуль передачи, m
| 2, 5
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|  Задание 8. Бетононасос
| Основным механизмом бетононасоса является кривошипно-ползунный механизм, который преобразует вращательное движение кривошипа 1 в поступательное движение ползуна (поршня) 3. Цикл движения поршня совершается за один поворот кривошипа и включает такты всасывания и нагнетания. Рабочий цикл в цилиндре двигателя совершается за один оборот кривошипа.
При расчетах принять: 1. Масса звеньев: шатуна m2 = ql2, гдеq = 10 кг/м; ползуна m3 = 2, 5 m2 , кривошипа m1 = 2m2. 2. Центр масс шатуна в точке S2 с координатой AS2 = 0, 25 AB. 3. Момент инерции относительно центра масс шатуна  . Кривошип уравновешен.
|
 Таблица 3. 8
Исходные данные
| ПАРАМЕТР
| ЧИСЛОВЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ВАРИАНТОВ
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | Длина кривошипа l1, м
| 0, 25
| 0, 24
| 0, 23
| 0, 22
| 0, 21
| 0, 2
| 0, 19
| 0, 18
| 0, 17
| 0, 16
| | Средняя угловая скорость вращения кривошипа ω 1, с-1
|
| 4, 5
|
| 5, 5
|
| 6, 5
| 6, 4
| 6, 2
| 5, 8
| 5, 6
| | Отношение длины шатуна к длине кривошипа λ =l2/l1, м
| 3, 5
| 3, 6
| 3, 7
| 3, 8
| 3, 9
| 4, 0
| 4, 1
| 4, 2
| 4, 3
| 4, 4
| | Максимальное значение силы полезного сопротивления Fпсmax, КН
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | Приведенный к момент инерции трансмиссии Iп0, кг.м2
| 0, 28
| 0, 27
| 0, 26
| 0, 25
| 0, 24
| 0, 23
| 0, 22
| 0, 21
| 0, 2
| 0, 19
| | Коэффициент неравномерности вращения кривошипа δ
| 0, 06
| 0, 065
| 0, 055
| 0, 05
| 0, 045
| 0, 04
| 0, 035
| 0, 03
| 0, 025
| 0, 02
| | Число зубьев Z1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | Число зубьев Z2
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | Модуль передачи, m
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
 Задание 9. Автомобиль с четырехтактным двигателем внутреннего сгорания
| Основным механизмом двигателя внутреннего сгорания является кривошипно-ползунный механизм, который преобразует возвратно-поступательное движение поршня 3 диаметром D во вращательное движение кривошипа 1. Передача движения от ползуна к кривошипу осуществляется через шатун 2. Цикл движения поршней включает такты расширения, выпуска и сжатия. Взорвавшаяся в камере сгорания рабочая смесь перемещает поршень из н.м.т. в в.м.т. Отработанные газы удаляются в выпускную систему. При выпуске цилиндр заполняется чистым воздухом, который в такте сжатия сжимается до 1, 5 мПа.
При расчетах принять: 1. Масса звеньев: шатуна m2 = ql2, гдеq = 10 кг/м; ползуна m3 = 0, 3 m2 ; кривошипа m1 = 2m2. 2. Центр масс шатуна в точке S2 с координатой AS2 = 0, 35 AB. 3. Момент инерции относительно центра масс шатуна  . Кривошип уравновешен.
|
 Таблица 3.9
Исходные данные
| ПАРАМЕТР
| ЧИСЛОВЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ВАРИАНТОВ
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | Средняя угловая скорость вращения кривошипа ω 1, с-1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | Ход ползуна (поршня) S, м
| 0, 15
| 0, 145
| 0, 14
| 0, 13
| 0, 135
| 0, 12
| 0, 125
| 0, 1
| 0, 15
| 0, 105
| | Отношение S/D, м
| 1, 0
| 1, 1
| 1, 15
| 1, 2
| 1, 22
| 1, 24
| 1, 25
| 1, 3
| 1, 28
| 1, 14
| | Максимальный угол давления , град
| 12, 5
| 12, 7
| 13, 0
| 11, 0
| 11, 2
| 11, 4
| 11, 5
| 12, 1
| 11, 8
| 10, 7
| | Приведенный момент инерции трансмиссии Iп0, кг.м2
| 0, 2
| 0, 19
| 0, 18
| 0, 17
| 0, 18
| 0, 16
| 0, 17
| 0, 15
| 0, 2
| 0, 21
| | Коэффициент неравномерности вращения кривошипа δ
| 0, 01
| 0, 01
| 0, 01
| 0, 009
| 0, 009
| 0, 01
| 0, 011
| 0, 011
| 0, 011
| 0, 011
| | Число зубьев Z1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | Число зубьев Z2
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | Модуль передачи, m
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|  Задание 10. Самоходное шасси
| Самоходное шасси с двухтактным двигателем внутреннего сгорания предназначено для перемещения грузов. Кривошипно-ползунный механизм двигателя преобразует возвратно-поступательное движение поршня 3 диаметром D во вращательное движение кривошипа 1. Цикл движения поршней включает такты расширения (в конце такта открываются выпускные клапаны и продувочные окна, цилиндра и продукты горения удаляются в выпускную систему) и такт сжатия, заканчивающийся взрывом впрыснутого в цилиндр топлива.
При расчетах принять: 1. Масса звеньев: шатуна m2 = ql2, гдеq = 10 кг/м; ползуна m3 = 0, 3 m2; кривошипа m1 = 2m2. 2. Центр масс шатуна в точке S2 с координатой AS2 = 0, 35 AB. 3. Момент инерции относительно центра масс шатуна . Кривошип уравновешен.
|
 Таблица 3.10
Исходные данные
| ПАРАМЕТР
| ЧИСЛОВЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ВАРИАНТОВ
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | Средняя угловая скорость вращения кривошипа ω 1, с-1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | Ход ползуна (поршня) S, м
| 0, 08
| 0, 085
| 0, 09
| 0, 095
| 0, 1
| 0, 105
| 0, 11
| 0, 115
| 0, 12
| 0, 125
| | Отношение хода поршня к его диаметру S/D, м
| 1, 0
| 0, 8
| 0, 9
| 1, 0
| 0, 8
| 1, 2
| 1, 1
| 1, 25
| 1, 15
| 1, 0
| | Отношение длины кривошипа к длине шатуна λ =l1/l2
| 0, 2
| 0, 2
| 0, 22
| 0, 25
| 0, 24
| 0, 25
| 0, 25
| 0, 2
| 0, 2
| 0, 24
| | Приведенный момент инерции трансмиссии Iп0, кг.м2
| 1, 0
| 1, 1
| 1, 2
| 1, 3
| 1, 4
| 1, 5
| 1, 6
| 1, 7
| 1, 8
| 2, 0
| | Коэффициент неравномерности вращения кривошипа δ
| 0, 01
| 0, 009
| 0, 01
| 0, 011
| 0, 012
| 0, 011
| 0, 01
| 0, 009
| 0, 013
| 0, 012
| | Число зубьев Z1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | Число зубьев Z2
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | Модуль передачи, m
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 3.2. Методические указания по выполнению
курсового проекта
Силовой расчет
Задачей силового расчета является определение реакций в кинематических парах при известных внешних силах (сил тяжести, сил движущих или полезного сопротивления, сил инерции). Алгоритм силового расчета кривошипно-ползунного механизма представлен в табл. 3.3. Механическая характеристика машинного агрегата представляет собой зависимость сил полезного сопротивления (для рабочих машин) или движущих сил (для машин – двигателей) от какого-либо кинематического параметра, в роли которого чаще всего принимается перемещение ползуна. Если механическая характеристика задана в виде диаграммы F=f(S), то необходимо произвести ее графическую обработку и определить значение сил сопротивления или движущих сил для всех рассматриваемых положений.
В качестве примера рассмотрим последовательность обработки механической характеристики (индикаторной диаграммы) двухтактного одноцилиндрового двигателя внутреннего сгорания (рис. 3.4).
Силой, действующей на поршень машины, является сила давления газа, образующегося при сгорании топлива в камере сгорания. Зависимость давления рi на поршень от его перемещения представлена в виде индикаторной диаграммы рi=f(S).
Таблица 3.2
 Алгоритм расчёта кинематических параметров кривошипно-ползунного механизма
| Расчётные параметры
| Механизмы с горизонтальным движением ползуна. Расчётные схемы №1 и 3 по рис.3.1
| Механизмы с вертикальным движением ползуна. Расчётные схемы №2 и 4 по рис. 3.1
| | Функции положений
|
| 
| | Аналоги линейных и угловых скоростей и ускорений
| 
| 
|
 Окончание табл. 3.2
| Расчётные параметры
| Механизмы с горизонтальным движением ползуна. Расчётные схемы №1 и 3 по рис.3.1
| Механизмы с вертикальным движением ползуна. Расчётные схемы №2 и 4 по рис. 3.1
| | Истинные линейные и угловые скорости и ускорения
| 
|
П р и м е ч а н и я: 1) a – признак сборки механизма: а = 1 для схем №1 и 2 по рис. 3.1; а = -1 для схем №3 и 4 по рис. 3.1.
2) k – параметр, определяющий направление вращения кривошипа; k = 1 – вращение против часовой стрелки; k = -1 – вращение по часовой стрелке.
Р и с. 3.4. Обработка механической характеристики
В начале такта расширения взорвавшаяся в цилиндре рабочая смесь перемещает поршень из верхней «мертвой» точки (в. м. т.) в нижнюю (н.м.т.). В конце такта расширения открываются выпускные клапаны и продувочные окна и продукты сгорания удаляются из цилиндра в выхлопную систему. После продувки цилиндров (рi=0) начинается второй такт – сжатие воздуха, заканчивается взрывом вспрыснутого в цилиндр топлива. Полный цикл работы совершается за полный оборот кривошипа.
Таблица 3.3
 Алгоритм силового расчёта кривошипно-ползунного механизма
| Объект расчёта
| Расчётные параметры
| Механизмы с горизонтальным движением ползуна. Расчётные схемы №1 и 3 по рис. 3.1
| Механизмы с вертикальным движением ползуна. Расчётные схемы №2 и 4 по рис. 3.1
| | Группа Ассура (2 – 3)
| Силы
тяжести, Н
| 
| | Силы
инерции, Н
| 
| | Величины реакций в кинематических парах, Н
|
| 
| 
|
 Окончание табл. 3.3
| Объект расчёта
| Расчётные параметры
| Механизмы с горизонтальным движением ползуна. Расчётные схемы №1 и 3 по рис. 3.1
| Механизмы с вертикальным движением ползуна. Расчётные схемы №2 и 4 по рис. 3.1
| | Группа Ассура
(2 – 3)
| Направление реакций
| 
| | Звено 1
(механизм I класса)
| Уравновешивающая сила, Н
| 
| | Величина и направление реакций, Н
| 
| | Уравнове-шивающий момент, Н∙ м
| 
| Для обработки индикаторную диаграмму следует построить с таким же масштабом перемещения ms, в каком представлен план положений механизма, и расположить таким образом, чтобы положение «мертвых» точек на ней было аналогично расположению этих точек на плане положений. Тогда стрелки над линиями диаграммы, совпадающие с направлением движения поршня (ползуна), укажут, на какой ветви графика следует измерять ординаты для вычисления давления р i в данном положении.
Популярное:
|
