1. Проектирование основного механизма и определение закона движения механизма

1.1 Определение размеров механизма.

Проектирование кривошипно-ползунного механизма ведется по средней скорости поршня. При этом известными являются следующие параметры: средняя скорость поршня V_ср=4 м/с, частота вращения вала кривошипа n=600 об/мин=600/60 c^-1=10 c^-1.

Согласно формулам:

По заданному соотношению:

и

Отсюда определим длину шатуна:

Теперь определяем положение центра масс шатуна:

На листе вычерчиваем схему механизма.

Пусть OA=50 мм

Возьмём масштаб:

С учетом масштаба:

L_OA=50 мм L_AB=175 мм L_AS2=66,5 мм

1.2 Построение индикаторной диаграммы.

Максимальное давление в цилиндре двигателя

_Р=z_Р/P_max=100/35*10⁵=0,029 [мм/кПа] ,

где _Р - масштаб индикаторной диаграммы;

H_В=2* l_OА ,

где l_OА, [м] – длина кривошипа;

Н, [м] - полный ход поршня;

Тогда H_В =2*0,1=0,2 [м ;

Пусть _s = _l =500 [мм/м], тогда база индикаторной диаграммы

b= H_В * _l=0,2*500=100 [мм]

Индикаторную диаграмму строим по заданной таблице значений давления в цилиндре двигателя.

1.3 Построение графика силы f

На звенья механизма действуют следующие силы и моменты:

1. движущие силы F_Д или моменты М_Д, развиваемые двигателем. Сила считается движущей, если её работа за один период цикла положительна (даже в том случае, когда она знакопеременна);

2. силы F_C или моменты М_С полезного сопротивления – силы (моменты), возникновение которых предопределяется технологическим процессом рабочей машины. Работа этих сил (моментов) за один период цикла отрицательна;

3. силы тяжести G_i отдельных звеньев механизма.

Рассмотрим построение графика силы F по ходу поршня S_B.

Траекторию движения точки А кривошипа 1 разобьем на 12 равных частей и найдем соответствующие положения точки.

Для определения силы давления на поршень F необходимо умножить давление в цилиндре на площадь поршня. При построении графика силы, действующей на поршень, ординаты этого графика принимаем равными ординатам индикаторной диаграммы, т. к. сила пропорциональна давлению в цилиндре.

Для определения силы давления на поршень умножили давление на площадь поршня.

Максимальная сила, действующая на поршень:

F_max = p_max · Sп, где

Sп = d²/4 = (3,14*0,22²)/4 = 0,037994 м² – площадь поршня

F_max = 3,5 · 10⁶ · 0,037994 H = 132979 Н ~133 кН

Масштаб силы = / =0,029/0,037994=0,763 [мм/кН];

Масштаб хода поршня _S = ,где 0.2 м – это ход поршня,

равный двум длинам кривошипа: Н_В=2·L_OA=2 · 0,1=0,2 м

_S =_l =500 мм/м

Таблица 1.3

	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
ZFi мм	46	92.95	39.51	21.13	11.87	7.82	4.7	0	0	0	0	0	0
F кН	60.29	121.82	51.78	27.69	15.56	10.25	6.16	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00
	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24
ZFi мм	0	0	0	0	0	-4.7	-2.19	-0.98	-2.40	-10.18	-25.92	-46
F кН	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	-6.16	-2.87	-1.28	-3.15	-13.34	-33.97	-60.29