
- •Введение
- •Структурный и кинематический анализ плоских механизмов
- •1.1. Основные понятия и определения теории механизмов и машин
- •Построение кинематической схемы и планов положений механизмов
- •Вопросы для самоподготовки
- •Определение степени подвижности плоских механизмов
- •Вопросы для самоподготовки
- •Структурный анализ плоских механизмов
- •1.4.1. Основные понятия и определения структурного анализа механизмов
- •Последовательность выполнения структурного анализа механизма
- •Пример выполнения структурного анализа механизма
- •Вопросы для самоподготовки
- •Кинематическое исследование механизмов методом диаграмм
- •Кинематическое исследование плоских механизмов методом
- •1.6.1. Основные понятия и уравнения для построения планов скоростей механизмов
- •2. Две точки ( а и а ) принадлежат разным звеньям (1 и 2), образующим поступательную пару, и в данный момент совпадают.
- •1.6.2. Пример построения плана скоростей механизма
- •Кинематическое исследование плоских механизмов методом построения планов ускорений
- •1.7.1. Основные понятия и уравнения для построения планов ускорений механизмов
- •Пример построения плана ускорения механизма
- •Кинетостатический (силовой) расчет плоских механизмов
- •Основные понятия и определения силового расчета механизмов
- •2.2. Последовательность силового расчета механизма
- •Пример выполнения силового расчета механизма
- •Вопросы для самоподготовки
- •3. Синтез и анализ зубчатых передач
- •3.1. Основные понятия и определения нулевого эвольвентного зацепления цилиндрических прямозубых колес
- •Определение геометрических параметров нулевой цилиндрической прямозубой эвольвентной передачи
- •Вопросы для самоподготовки
- •3.3. Определение геометрических параметров неравносмещенной цилиндрической прямозубой эвольвентной передачи
- •Кинематический анализ простых зубчатых передач
- •Вопросы для самоподготовки
- •Кинематический анализ сложных зубчатых передач
- •Основные понятия и определения кинематического анализа сложных зубчатых передач
- •Последовательность выполнения кинематического анализа сложной зубчатой передачи
- •Пример кинематического анализа сложной зубчатой передачи
- •Вопросы для самоподготовки
- •Синтез планетарных зубчатых передач
- •Основные понятия и определения синтеза планетарных зубчатых передач
- •Последовательность выполнения геометрического синтеза планетарной зубчатой передачи
- •Пример выполнения геометрического синтеза планетарной зубчатой передачи
- •Вопросы для самоподготовки
- •Задания на курсовое проектирование
- •4.1. Темы курсовых проектов
- •4.2. Исходные данные для курсового проектирования
- •4.3. Объем, содержание и оформление графической части проекта
- •Объем, содержание и оформление расчетно- пояснительной записки к курсовому проекту
- •Схемы и рабочий цикл двигателей внутреннего сгорания
- •5.1. Основные понятия и определения
- •5.2. Такты и индикаторные диаграммы карбюраторных и дизельных двигателей внутреннего сгорания
- •5.3. Схемы расположения цилиндров и чередование тактов в цилиндрах двигателей внутреннего сгорания
- •Вопросы для самоподготовки
- •Примеры выполнения курсовых проектов Пример 1. Выполнение курсового проекта с вертикальнорядным двигателем внутреннего сгорания
- •Тема: “Исследование механизмов автомобиля внедорожника ваз 21310 “Кедр”
- •Структурный и кинематический анализ механизма
- •1.1.1. Планы положений механизма
- •Определение степени подвижности и структурный анализ механизма
- •1.1.3. Кинематические диаграммы движения ползуна
- •Планы скоростей механизма
- •Планы ускорений механизма
- •Силовой расчет механизма
- •1.2.1. Силовой расчет структурной группы звеньев 4-5
- •1.2.2. Силовой расчет структурной группы звеньев 2-3
- •Силовой расчет входного звена
- •Проверка правильности выполнения силового расчета по теореме н.Е.Жуковского
- •Синтез и анализ зубчатых механизмов
- •Внешнее неравносмещенное эвольвентное зацепление цилиндрических зубчатых колес
- •Синтез планетарной зубчатой передачи
- •Картина линейных скоростей точек звеньев планетарной зубчатой передачи
- •План угловых скоростей звеньев планетарной зубчатой передачи
- •Структурный и кинематический анализ механизма
- •2.1.1. Планы положений механизма
- •Определение степени подвижности и структурный анализ механизма
- •2.1.3. Кинематические диаграммы движения ползуна
- •Планы скоростей механизма
- •Планы ускорений механизма
- •Силовой расчет механизма
- •2.2.1. Силовой расчет структурной группы звеньев 4-5
- •2.2.2. Силовой расчет структурной группы звеньев 2-3
- •2.2.3. Силовой расчет входного звена
- •Проверка правильности выполнения силового расчета по теореме н.Е. Жуковского
- •Синтез и анализ зубчатых механизмов
- •Внешнее неравносмещенное эвольвентное зацепление цилиндрических зубчатых колес
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •1.6.2. Пример построения плана скоростей механизма……………… 34
- •Курсовое проектирование по теории механизмов и машин
- •3 94006, Воронеж, ул. 20-лет Октября, 84
Силовой расчет механизма
1.2.1. Силовой расчет структурной группы звеньев 4-5
Строим вначале кинематическую схему механизма для заданного значения угла поворота кривошипа первого цилиндра =30о. Показываем звенья лишь двух цилиндров двигателя – первого и третьего (рис. П.4).
Рядом со схемой механизма располагаем индикаторную диаграмму карбюраторного двигателя внутреннего сгорания. Горизонтально располагаем ось давлений P газов в цилиндре двигателя, а вертикально – ось перемещений S ползуна. Диаграмму располагаем так, чтобы начало координат было на уровне крайнего верхнего положения точки В, а крайняя нижняя точка диаграммы на оси перемещений ползуна S была на уровне нижнего крайнего положения точки В. Строим диаграмму в произвольном масштабе по оси давления газов Р.
Давление газов в цилиндре двигателя в конце периода сгорания топлива дано по заданию: P =4,4 МН/м . Этому давлению соответствует на диаграмме отрезок уmax = 92 мм. Поэтому масштаб по оси давлений газов Р:
.
Строим в масштабе схему структурной группы звеньев 4-5 (рис. 6.9). Прилагаем к звеньям схемы все внешние и внутренние нагрузки. Рассматриваем цилиндр 2 двигателя, в котором идет такт выпуска. Считаем, что во время этого такта давление газов в цилиндре 2 постоянное :
p2=
0,1
.
Площадь днища поршня:
=0,005278
(м2).
Сила давления газов на ползун 5 в цилиндре 2
Эта сила является силой сопротивления газов выталкиванию их из цилиндра и направлена вертикально вниз.
Вычисляем силы тяжести звеньев 4 и 5:
(Н),
(H).
Прилагаем силы тяжести в центрах тяжести звеньев вертикально вниз.
Силы инерции звеньев
(H);
(Н).
Каждую силу инерции звена прилагаем в центре тяжести этого звена и направляем вектор этой силы параллельно, но противоположно вектору ускорения центра тяжести, имеющемуся на плане ускорений.
а)
б)
Рис. 6.9. Схема структурной группы звеньев 4-5 (а) и план ускорений (б)
для механизма второго цилиндра двигателя
Моменты
сил инерции звеньев
и
определяем через моменты инерции
и
и угловые ускорения звеньев
и
.
Вычисляем величину углового ускорения шатуна 4:
(c-2).
Для
определения направления
проводим на схеме структурной группы
звеньев 4-5 (см. рис. 6.9) пунктирной линией
из точки В вектор ускорения
точки В относительно условно неподвижной
точки А. Угловое ускорение
звена ВА направлено в ту же сторону, что
и вектор
,
то есть против направления движения
часовой стрелки.
Момент инерции шатуна дан по заданию: = 0,022 ( ).
(Нм).
Момент сил инерции шатуна 4 направляем противоположно направлению углового ускорения звена 4, то есть по направлению движения часовой стрелки (см. рис. 6.9).
Для
ползуна 5 имеем
,
так как
.
Определяем теперь внутренние силы, то есть силы реакций в кинематических парах структурной группы звеньев 4-5. Найдем силы реакций во вращательной кинематической паре А (см. рис. 6.9) соединения звеньев 1 и 4 и в поступательной паре соединения ползуна 5 со стойкой 6.
Реакцию
во вращательной кинематической паре А
раскладываем на две составляющие:
тангенциальную
,
которую проводим перпендикулярно линии
шатуна АВ, и нормальную
,
которую проводим параллельно линии
шатуна АВ. Направления стрелок векторов
этих составляющих выбираем произвольно,
и в дальнейшем эти направления уточняются.
Реакцию
прилагаем к ползуну 5 в точке В
перпендикулярно боковой стенке ползуна.
Направление стрелки вектора этой реакции
также выбираем произвольно, и в дальнейшем
это направление уточняется.
Определение реакций производим в принятой последовательности для рассматриваемого вида структурной группы звеньев.
1.Сумму
всех моментов сил, действующих
относительно центра вращательной
кинематической пары В на звено 4,
приравниваем нулю:
.
Вычисляется тангенциальная составляющая
реакции
во вращательной паре А.
;
(
).
2. Векторная сумма всех сил, действующих на звенья 4 и 5, приравнивается нулю: .
.
В соответствии с уравнением в масштабе
сил строится план сил, на котором находят
нормальную составляющую реакции и
полную реакцию в крайней вращательной
кинематической паре А и реакцию в
поступательной паре:
,
и
.
План сил (рис. 6.10) строим в масштабе
.
Чтобы определить длину вектора силы,
величину этой силы делим на этот масштаб.
Например, силу давления газов на ползун
5 в цилиндре 2 откладываем на плане сил
в виде отрезка длиной
(
).
Векторы известных сил откладываем один за другим. Силы тяжести звеньев отсутствуют на плане сил, так как длина их векторов в выбранном масштабе сил получилась менее одного миллиметра.
Из начальной точки построения проводим горизонтальную прямую линию вектора реакции , а из конечной точки построения проводим прямую линию, параллельную вектору . Находим точку пересечения этих линий. Эта точка определяет величины неизвестных реакций. В соответствии с векторным уравнением сил изображаем стрелки векторов этих реакций. Проводим также линию вектора полной реакции , которая равна сумме ее нормальной и тангенциальной составляющих.
Находим на плане неизвестные реакции, умножая измеренные на плане длины соответствующих векторов на масштаб плана сил:
(Н);
(Н).