3. Кинетостатическое исследование механизма компрессора. Исследование движения механизма.

Строим кинематическую схему и план положений №7 механизма в масштабе , план скоростей в масштабе и индикаторную диаграмму двигателя.

По индикаторной диаграмме в соответствии с разметкой хода ползунов В и D определяем удельные давления на поршень для каждого из положений механизма. Для этого строим индикаторные диаграммы для каждого ползуна, поместив ось S диаграмм параллельно оси его движения. Проводя из каждой точки положения ползуна прямые, параллельные оси P, получим на диаграмме разметку положений точек В и D. При этом необходимо учесть, что порядок нумераций положений на диаграмме должен соответствовать направлению рабочего и холостого хода ползуна.

Масштаб индикаторной диаграммы по оси P:

где - заданное максимальное удельное давление на поршень, равное 6 МПа;

h- принятая высота индикаторной диаграммы (120 мм).

Сила давления газа на поршень

где P- удельное давление газа на поршень в Па

(1Па= 1Н/м²);

4. диаметр поршня в м.

Для расчетного положения (7 ) механизма:

Силы тяжести звеньев приложены к их центрам тяжести. Их величины определяем по формуле:

(Н),

где m- масса звена в кг.

Силы тяжести звеньев 2 и 4:

Силы тяжести звеньев 3 и 5:

Силы инерции звеньев определяем по формуле:

где a_s- ускорение центра масс звена в м/с².

Направление силы инерции противоположно направлению вектора ( ).

Сила инерции звена 1 равна нулю, так как центр масс звена лежит на оси вращения и его ускорение равно нулю.

Сила инерции звена 2

Сила инерции звена 3

Сила инерции звена 4

Сила инерции звена 5

Моменты сил инерций (инерционные моменты) звеньев определяем по формуле:

Где I_S- момент инерции массы звена относительно оси, проходящей через центр масс перпендикулярно к плоскости движения (кгм²);

- угловое ускорение звена (рад/с²).

Направление момента сил инерции противоположно угловому ускорению звена .

Момент сил инерции звена 1 равен нулю, так как его угловое ускорение равно нулю (равномерное вращательное движение при ).

Момент сил инерции звена 2

Момент сил инерции звена 4

Определение реакций в кинематических парах начинаем с группы, состоящей из звеньев 4 и 5.

Силовой расчёт группы из звеньев 4 и 5.

Группу из звеньев 4 и 5 вычерчиваем отдельно в масштабе длин и в соответствующих точках прикладываем силы веса и силы инерции звеньев, а к звену 4 и момент сил инерции . Отброшенные связи заменяются реакциями и . Под действием внешних сил, сил инерции и реакций группа будет находиться в равновесии.

Составляем условие равновесия группы, приравнивая нулю сумму всех сил, действующих на группу

.

Неизвестными здесь являются реакции и . Направление реакции известно: она перпендикулярна к направляющей поршня С (без учета сил трения).

Величину реакции определим из уравнения моментов всех сил, приложенных к звеньям 4 и 5 относительно точки С:

Знак "плюс" указывает на то, что направление реакции выбрано правильно.

Для определения реакции строим план сил в масштабе .

Из точки a параллельно силе откладывается отрезок

из конца вектора аb в направлении силы откладываем отрезок

из точки с в направлении силы инерции откладываем отрезок

из точки d в направлении реакции откладываем отрезок

Силы веса G₄ и G₅ на плане сил изображаются точками. Соединив точку е с точкой а на плане сил, получим вектор , изображающий собой искомую реакцию , величина которой

.

Реакция в шарнире D определяется вектором плана сил. Величина реакции

.