2. Геометрический синтез механизма двигателя
Провести синтез механизма двигателя, структурный анализ которого рассмотрен в разделе 1 (рис. 1.1).
Входные
данные:
Допустим, что кривошип вращается равномерно. Вычислим его угловую скорость:
В случае, если частота вращения n1 начального звена указывается с единицей физической величины 1/c, то вычисление угловой скорости следует вести по формуле:
Определим время одного оборота кривошипа:
=
=
=
0,0147 c.
Для вычисления хода поршней используем зависимость:
2
=
откуда:
=
=
=
0,0676 м;
=
= 0,0676 м.
Рассмотрим
механизм в крайних положениях, найдем
длины кривошипов
и
:
=
=
= 0,0338 м;
=
=
=
0,0338 м.
Длины
шатунов определим, используя заданный
коэффициент
:
=
= 3,8∙
= 3,8 ∙ 0,0338 = 0,12844 м.
Положение центров масс шатунов определяются расстоянием:
= 0,28∙
= 0,28 0,12844 = 0,036 м.
= 0,28∙
= 0,28 0,12844 = 0,036 м.
3. Динамический синтез механизма двигателя
Цель работы: определить положения, траектории, скорости и ускорение точек и звеньев механизма с заданной угловой скоростью и направлением обращения начального звена [1;4].
Примем: длины звеньев - неизменные; зазоры в кинематических парах - отсутствуют.
3.1. Определение положений механизма
Необходимо построить 8 совмещенных планов механизма двигателя, размеры которого определенные в разделе 2.
Определим масштабный коэффициент длины:
=
=
= 0,00092 м/мм.
Вычислим отрезки, которые изображают длины звеньев и расстояния до центров масс на чертеже:
AВ
= 36,75 мм; ВС=
=
=139,6
мм; ВС=DЕ=139,6
мм;
=
=
=39
мм;
=
=
39 мм.
Нанесем на чертеже положения точки А и линию движения ползунов. Проводим круг радиусом АВ (траекторию точки В и D). За начальное (нулевое) примем такое положение механизма, в котором звено 3 будет находиться в начале такта расширения. Обозначим 8 равноотстоящих положений кривошипа. Получим положения точек В(0), В(1), В(2) .... Зная длины отрезков ВС и DЕ, методом геометрических мест получим положения точек С(0), С(1), С(2) ... и Е(0), Е(1),Е(2).
Один план механизма
выделим контурными линиями, а остальные
- в тонких линиях. Обозначим положения
центров масс звеньев. Около траекторий
точек С и Е построим заданные индикаторные
диаграммы в выбранном масштабе. В данном
примере
=
=
8,6 МПа, а 
.
Незначительными давлениями в тактах
выхлопа и всасывания пренебрежем.
Таблица 3.1.
Ординаты графика Р
перемещения поршня |
Sc,e/H3,5
|
0 |
0,03 |
0,05 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
0,95 |
1 |
0 |
2,205 |
3,675 |
7,35 |
14,7 |
22,1 |
29,4 |
36,8 |
44,1 |
51,5 |
58,8 |
66,2 |
69,8 |
74 |
||
горение и расширение |
P3,5/Pmax
|
0,6 |
1 |
0,9 |
0,7 |
0,49 |
0,38 |
0,29 |
0,23 |
0,19 |
0,15 |
0,11 |
0,07 |
0,06 |
0 |
5,16 |
8,6 |
7,74 |
6,02 |
4,21 |
3,27 |
2,49 |
1,98 |
1,63 |
1,27 |
0,95 |
0,63 |
0,48 |
0,3 |
||
сжатие
|
P3,5/Pmax
|
0,6 |
0,45 |
0,39 |
0,3 |
0,19 |
0,13 |
0,09 |
0,07 |
0,06 |
0,05 |
0,04 |
0,03 |
0,03 |
0 |
5,16 |
3,87 |
3,354 |
2,58 |
1,63 |
1,12 |
0,77 |
0,6 |
0,5 |
0,42 |
0,33 |
0,28 |
0,25 |
0,2 |
||
ординаты графика Р |
|||||||||||||||
горение и расширение |
Yp мм |
20,64 |
34,4 |
30,96 |
24,1 |
16,9 |
13,1 |
9,98 |
7,91 |
6,54 |
5,09 |
3,78 |
2,51 |
1,93 |
1,4 |
сжатие
|
Yp мм |
20,64 |
15,48 |
13,42 |
10,3 |
6,54 |
4,47 |
3,1 |
2,41 |
2 |
1,69 |
1,31 |
1,1 |
1 |
0,9 |
Совмещенные планы начертим в левой верхней части листа чертежа (приложение А).