1. Определение закона движения механизма.
1.1 Определение размеров кривошипно-ползунного механизма.
Проектирование кривошипно-ползунного механизма ведется по средней скорости поршня (ползуна). При этом известными являются следующие параметры (исходные данные):
- средняя скорость поршня VВ ср= 10 м/с (далее V);
- частота вращения коленчатого вала n1=66,67 об/c-1 (далее n);
- отношение длины шатуна к длине кривошипа λ1 = 3,7;
- отношение расстояния от точки А до центра тяжести шатуна к общей длине
λ2 = 0,3.
Время одного оборота вала равно:
За это время поршень проходит расстояние:
В свою очередь:
Отсюда получаем:
Ход поршня:
Выбираем масштаб:
1.2 Построение диаграмм движущих сил, действующих на поршень.
Используя исходные данные (табл. 2) , строим индикаторную диаграмму.
Выбираем масштаб:
Определяем значения давления в основных положениях механизма.
Таблица 1.1 Значения давления в основных положениях механизма.
Точка |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
р ,МПа |
0,011 |
0,012 |
0,015 |
0,043 |
0,135 |
0,403 |
0,654 |
1,73 |
0,789 |
0,457 |
0,305 |
0,136 |
0,011 |
Чтобы построить диаграмму движущих сил необходимо давление в каждом положении механизма умножить на площадь поршня.
, где Fi
- сила в i-том
положении, Н; Pi
- давление в i-том
положении, Мпа; Sп
- площадь поршня, м2.
Найдем площадь поршня:
Таблица 1.2 Значения движущих сил в основных положениях механизма
Точка |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
F ,кН |
0,059 |
-0,066 |
-0,083 |
-0,23 |
-0,72 |
-2,14 |
-3,45 |
9,14 |
4,29 |
2,41 |
1,61 |
0,72 |
0,059 |
Выбираем масштаб:
1.3 Определение передаточных функций.
Кинематические
функции или аналоги скоростей определяются
следующим образом :
;
;
.
Определим передаточные функции с помощью программы Ar52.
Значения передаточных функций, рассчитанных программой, приведены ниже.
Таблица 1.3. Значения передаточных функций в основных положениях механизма
Положение механизма |
Передаточные функции |
||
Vq3,м |
U2 |
VqS2,м |
|
0 |
0 |
-0,270 |
0,0262 |
1 |
-0,0232 |
-0,236 |
0,0303 |
2 |
-0,0370 |
-0,139 |
0,0363 |
3 |
-0,0375 |
0 |
0,0375 |
4 |
-0,0280 |
0,139 |
0,0338 |
5 |
-0,0143 |
0,236 |
0,0286 |
6 |
0 |
0,270 |
0,0262 |
7 |
0,0143 |
0,236 |
0,0286 |
8 |
0,0280 |
0,139 |
0,0338 |
9 |
0,0375 |
0 |
0,0375 |
10 |
0,0370 |
-0,139 |
0,0363 |
11 |
-0,0232 |
-0,236 |
0,0303 |
12 |
0 |
-0,270 |
0,0262 |
Выбираем масштабы:
