
- •1. Обоснование выбора схемы машины.
- •2. Расчет энергопотребления машины.
- •3. Расчет двигателя.
- •4. Синтез зубчатого механизма.
- •5. Синтез кулачкового механизма
- •6. Динамический синтез машины
- •6.1. Расчет массы и моментов инерции подвижных звеньев.
- •6.2. Расчет приведенных моментов инерции.
- •6.3. Работа движущих сил и изменение кинетической энергии.
- •6.4. Расчет маховых масс
- •6.5. Определение массы машины
- •7. Исследование схемы машины. Исследование движения главного вала машины
- •7.1. Определение зависимости угловой скорости
- •7.2. Расчет векторов ускорений
- •8. Силовой анализ механизмов
- •8.1. Расчет сил инерции
- •8.2. Расчет сил структурной группы звеньев 2-3
- •8.3. Расчет сил структурной группы звеньев 1-z1
- •9. Краткие выводы и результаты
- •Заключение
- •Список использованной литературы
6.3. Работа движущих сил и изменение кинетической энергии.
Цикл движения поршня двухтактного двигателя внутреннего сгорания включает такты расширения (1.1,б), когда взорвавшаяся в цилиндре рабочая смесь перемещает поршень из в.м.т в н.м.т, и такт сжатия, заканчивающийся взрывом впрыснутого в цилиндр топлива (рис. 1.1,б).
Индикаторная диаграмма построена с соблюдением масштабов по осям координат на листе 1. Она дает возможность определить, действующие на поршень, движущие силы во время такта расширения и силы сопротивления во время такта сжатия.
Сила, действующая
на поршень
,
где pi – удельное давление по индикаторной диаграмме, МПа;
d – диаметр поршня, м.
По заданию: d = 0.075 м.
pmax = 3.2 МПа – максимальное удельное давление
Рис. 6.4. Индикаторная диаграмма
При построении диаграммы изменения сил, действующих на поршень, учтено, что сила давления прямо пропорциональна индикаторному давлению, и поэтому она подобна развернутой индикаторной диаграмме. При построении изменен параметр по оси абсцисс, но сохранена пропорциональность ординат в каждом положении поршня.
Таблица 6.4
№№ пол. |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
Перемещение поршня, м. |
B0 |
B1 |
B2 |
B3 |
B4 |
Удельное давление, МПа. |
3,300 |
2,658 |
1,285 |
0,321 |
0,000 |
Сила, действующая на поршень, кН. |
19.272 |
15.523 |
7.504 |
1,875 |
0,000 |
№№ пол. |
5 |
6 |
7 |
0 |
Перемещение поршня, м. |
B3 |
B2 |
B1 |
B0 |
Удельное давление, МПа. |
0,078 |
0,312 |
0,631 |
0,8 |
Сила, действующая на поршень, кН. |
0.456 |
1.822 |
3.685 |
4.672 |
Рис. 6.5. Диаграмма изменения сил давления на поршень
Определяем приведенный к валу кривошипа момент сил, действующих на поршень
Результаты расчетов заносим в таблицу
Таблица 6.5
№ положения поршня |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
FCi, Н |
/// |
19.272 |
15.523 |
7.504 |
0 |
0.456 |
1.822 |
3.685 |
//////// |
VB, м/c. |
0 |
3.4 |
3.64 |
1,7 |
0 |
1,7 |
3.64 |
3.4 |
0 |
VB/VA |
0 |
0.934 |
1 |
0,467 |
0 |
0,467 |
1 |
0,934 |
0 |
MCi,
Н |
0 |
84 |
43 |
6.2 |
0 |
1.5 |
10 |
18.7 |
0 |
По этим данным строим диаграмму изменения приведенного момента движущих сил
Рис. 6.2:
Рисунок 6.2 График моментов сил сопротивлений
Приведенный момент сил сопротивления, считаем постоянным, и находим из условия равенства работы этого момента работе приведенного момента сил за один цикл движения – за один оборот кривошипа:
т.е. из условия равенства площадей, изображающих эти работы.
Принцип построения и нахождения требуемой величины таков:
После того как построили диаграмму моментов, откладываем пополам расстояния
;
Доводим прямые до пересечения графика моментов;
Спроецировать на ось ординат(моментов);
Отложить от плюса h углы и измерить их;
Диаграмму работ
движущих сил строим методом графического
интегрирования. Полюсное расстояние
выбираем
Масштабный коэффициент диаграммы работ:
так же, учитывая
то же коэффициент
=0,0785;
Значения получившихся углов занесены в таблицу 6.6 :
Таблица 6.6
|
54,28 |
64,41 |
39,22 |
5,55 |
1,29 |
10,49 |
25,35 |
17,19 |
№ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
Строим график
работ сил сопротивления и движущих сил,
откладывая получившиеся углы доводя
линии до пересечения прямых номеров
положения на оси
и учитывая коэффициент
;
(Рис. 6.3):
Рис. 6.3 График работ сил
Работа сил
сопротивления (перемещения грузов при
помощи самоходного шасси) за цикл
установившегося движения, приведенная
к валу кривошипа равна работе движущих
сил:
Дж.,
где yA8 = 53,625 мм – ордината диаграммы работ в 8-ом положении кривошипа.
Считая момент сил сопротивления за цикл установившегося движения постоянным, вычисляем приведенный к валу кривошипа приведенный момент сил сопротивления:
Нм.,
где 2π = 360º – угол поворота кривошипа за цикл установившегося движения.