Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ТММ 1 лист.doc
Скачиваний:
3
Добавлен:
01.03.2025
Размер:
1.41 Mб
Скачать

3.4.1. Определение сил, действующих на звенья механизма

А. Силы давления газов или

Во всех заданиях на курсовое проектирование эти силы даны в табличной форме в виде зависимости давления газов в цилиндре двигателя (компрессора) от положения поршня. В соответствии с законом изменения давления газа в цилиндре при перемещении поршня строится рабочая (индикаторная) диаграмма. Для двухтактных машин, в которых рабочий процесс происходит за два хода поршня (за 1 оборот кривошипа) построение индикаторной диафрагмы рекомендуется выполнять следующим образом. На оси абсцисс откладывается ход поршня (ползуна) из плана положений механизма. На нём отмечаются точки, соответствующие положениям ползуна В1, В2, … , В3 (рис. 3). Ход ползуна разбивается на равные части в соответствии с таблицей исходных данных для построения индикаторной диаграммы. Для графического отображения максимального давления принимается отрезок Тогда масштабный коэффициент по оси ординат будет равен

Для четырёхтактных машин, в которых рабочий процесс (рис. 4) происходит за четыре хода поршня (за два оборота кривошипа), по оси абсцисс предлагается отложить отрезок Как и выше, максимальное давление рекомендуется отображать отрезком Чтобы определить на отрезке точки, соответствующие местонахождениям ползуна (т.е. точки В1, В2, …, В8), воспользуемся известной из курса математики теоремой Фалеса. С этой целью под произвольным углом к оси абсцисс проводим из начала координат полупрямую, на которой откладываем ход ползуна из планов механизма (вместе с точками, соответствующими всем положениям ползуна). Через точки проведём отрезок а . Отрезки, параллельные а и проходящие через точки В1, В2, …, В3, пересекут ось абсцисс в искомых точках.

Индикаторную диаграмму следует изобразить в левом верхнем углу второго листа курсового проекта (построение снабжается надписью «ИНДИКАТОРНАЯ ДИАГРАММА»).

Очевидно, что сила, с которой газы действуют на ползун в его i-м положении, можно определить следующим образом: где - площадь поршня (цилиндра), причём

Б. Сила тяжести

Сила тяжести и положения центра тяжести каждого звена известны из задания (считаем, что центр тяжести и центр масс звена совпадают). Центр тяжести кривошипа принимается расположенным на оси вращения, а центр тяжести ползуна (поршня) – в центре шарнира, соединяющего это звено с соседним (т.е. с шатуном). В ряде заданий силы тяжести определяются по заданной массе звена и ускорению свободного падения:

где - масса го звена, кг.

В. Силы инерции и моменты сил инерции

Инерционные воздействия на звенья механизма возникают при неравномерном поступательном или вращательном движении звеньев, т.е. инерционные воздействия являются динамическими реакциями на вызываемые внешними силами ускорения . Это положение устанавливается и принципом Даламбера, на основании которого можно рассматривать систему как статическую, если к внешним силам добавить реактивные силы инерции.

Для тела, совершающего плоское движение (например, шатун), различают:

  • Главный вектор сил инерции звена, приложенный в центре масс и определяемый формулой:

  • Главный момент сил инерции звена, значение и направление которого определяется формулой:

В двух последних формулах - масса - го звена, кг; - ускорение центра масс - го звена, м/с - угловое ускорение - го звена, рад/с - момент инерции ускорение - го звена относительно главной центральной оси, проходящей через центр масс, кг/м

При поступательном движении звена (например, ползун) равнодействующая сил инерции прикладывается к центру масс этого звена.

При вращательном движении с постоянной угловой скоростью (например, кривошип):

1). Если центр масс S совмещён с осью вращения звена (расстояние между центром масс и осью вращения ), силы инерции элементарных масс взаимно уравновешиваются и равнодействующая сил инерции

2). Если центр масс S звена не совпадает с его осью вращения , получим силу инерции, приложенную в центре масс, равную нормальной (центробежной) силе инерции, направленной от оси вращения:

Очевидно, что в первом и во втором случаях главный момент сил инерции звена (т.к. ).

При вращательном движении с переменной угловой скоростью

1). Если то , где - момент инерции звена относительно его оси вращения;

2). Если (где - полное ускорение центра масс звена), (см. рис. 5).

Как известно из курса теоретической механики, полное ускорение центра масс звена Отметим, что сила действует на шарнир 0.