4 Кинематический и динамический анализ кривошипно-шатунного механизма

4.1 Построение графиков перемещения, скорости и ускорения поршня

Значение постоянной кривошипно-шатунного механизма .

Определим поправку Брикса, равную:

(62)

где: R - радиус кривошипа, мм R= 0,5 ∙ S = 56,5 мм.

Определим длину шатуна:

(63)

Построение функции S = f(p) ведется графическим способом.

Масштаб графика перемещения поршня: μS= 1,5 град/мм.

Скорость поршня определяется по выражению:

(64)

где: ω – угловая скорость кривошипа,

(65)

Таблица 2 - Значения скорости поршня W_n рассчитанные для

различных углов

φº	0	15	30	45	60	75	90	105	120	135	150	165	180
Wпх	0	4,15	7,8	10,7	12,6	13,2	13,01	11,7	9,8	7,6	5,1	2,5	0

По полученным значениям W, строится график скорости поршня.

Масштаб графика скорости поршня: W_n = 0,2 м/с/мм.

Построение кривой ускорения j = f(p) методом касательных.

Определим максимальное положительное значение ускорения поршня при φ = 0°:

(66)

Так как λ<0,25 то, максимальное отрицательное значение ускорения поршня при φ =180° определяется по формуле:

(67)

3 ∙ ω² ∙ R ∙ λ = 3 ∙ 230,38² ∙ 0,0565 ∙ 0,245 = 2264,04 (68)

Масштаб графика ускорения поршня: μj = 50 м/с /мм.

4.2 Определение масс и сил инерции движущихся частей кривошипно-шатунного механизма

Масса, т совершающая возвратно-поступательное движение состоит из массы поршневого комплекта плюс 0,275 массы шатуна.

Масса поршневого комплекта т_п= 2,544 кг (принято с прототипа).

Масса шатунной группы т_ш = 2,7 кг (принято с прототипа).

т = 2,544 + 0,275·2,7 = 3,28 кг (69)

Определим массу, совершающую возвратно-поступательное движение приведенную к площади поршня:

Определим максимальное значение силы инерции поршня при φ = 0°:

P_jmax= - m_j · j_max= - 417,8 ·3733,29 · 10^-6= - 1,56 МПа (70)

Определим минимальное значение силы инерции поршня при φ = 180°:

P_jmin= - m_j · j_min= - 417,8 ·(- 2264,04) · 10^-6 = 0,94 МПа (71)

Построение кривой сил инерции Pj = f(φ) методом касательных.

3 ∙ ω² ∙ R ∙ λ ∙ т_i = 3 ∙ 230,38² ∙ 0,0565 ∙ 0,245 ∙ 417,8 ∙ 10^-6 = 0,92 (72)

Масштаб графика сил инерции поршня: μPj = 0,06 МПа/мм.