ТММ / Схема 09 - Кінематика

_{1. ВСТУП}

_{Курсовий проект на тему “Двигун внутрішнього згоряння ” виконано по варіанту 09.__, який розроблено на кафедрі ДМ та ПМ і видано до проектування 11 вересня 2014 року.}

_{2. ПРИЗНАЧЕННЯ ТА ГАЛУЗЬ ЗАСТОСУВАННЯ}

Кривошипно-повзунний механізм перетворює зворотно-поступальний рух повзуна у обертальний рух кривошипа. Передача руху від повзуна до кривошипа здійснюється через шатун. Цикл руху поршнів включає такти розширення, впуск, випуск стискування. На кривошипному валу сидить кулачок, штовхач якого приводе в дію діафрагму паливного насосу.

Передача руху на колеса здійснюється через коробку передач і редуктор заднього мосту. Коробка передач має планетарний редуктор і зовнішню ступінь зачеплення.

_{3.Технічна характеристика}

_{Коефіцієнт нерівномірності руху: δ = 1/75}

_{Хід поршня: S = 0,13 м}

_{Максимальне стискання: P = 5,6 МПа}

_{4. РОЗРАХУНКИ, ЩО ПІДТВЕРДЖУЮТЬ РОБОТОСПРОМОЖНІСТЬ КОНСТРУКЦІЇ}

4.1 Кінематичний аналіз двигуна внутрішнього згорання

Вихідні дані:

Швидкість поршня V_ср = 8,6 м/с

Відношення λ = 0,2

_{Хід поршня S = 0,13 м}

4.1.1. Структурний аналіз механізму

Основою виконуючого механізму двигуна внутрішнього згорання є трьох-ланковий кривошипно–повзунний механізм (рис. 1.)

Рис. 1. Кінематична схема механізму двигуна внутрішнього згорання

Механізм має 4 ланки. Одну нерухому (стояк) та 3 рухомих (рис. 1., табл.4.1.1).

Таблиця 4.1.1

Таблиця рухомих ланок

Позначення	Умовне зображення	Назва
1		Кривошип
2		Шатун
3		Повзун

Ланки складають сім нижчих кінематичних пар V-го класу.

Таблиця 4.1.2

Таблиця кінематичних пар

Позначення	Умовне зображення	Клас	Назва
О1 (0; 1)		V	Нижча обертальна
A (1; 2)		V	Нижча обертальна
B (2; 3)		V	Нижча обертальна
B (3; 0)		V	Нижча поступальна

Визначаємо ступінь рухомості механізму за формулою Чебишева:

W = 3 × n – 2 × p₅ – p₄,

де n – кількість рухомих ланок механізму;

p_5., p₄ – кількість кінематичних пар відповідного класу.

W = 3 × 3 – 2 × 4 – 0 = 9 – 8 = 1.

Розбиваємо механізм на групи Ассура і класифікуємо їх.

Формула будови механізму має вигляд:

I(0-1)®II(2-3)

Механізм відноситься до II класу.

4.1.2. Синтез механізму

Задачею геометричного синтезу механізму є визначення невідомих лінійних параметрів або координат нерухомих точок.

Визначаємо: число обертів кривошипа:

Радіус кривошипа:

Довжина шатуна:

Побудову механізму ведемо методом засічок, при цьому масштабний коефіцієнт довжини приймаємо:

,

де ОА – довжина відрізка, який зображує кривошип на креслені, мм.

4.1.3. Побудова графіків переміщення, швидкостей та прискорень т. В

Для побудови графіків переміщення, швидкостей та прискорень т. В, яка належить повзуну, на осі абсцис відкладаємо відрізок L, мм, що в масштабі буде часом одного повного оберту кривошипа.

масштаб часу, с/мм

де n – частота обертання кривошипа,

с/мм.

Поділимо відрізок L на 8 рівних частин і в точках поділу 0, 1, 2 … 8 відкладаємо вздовж осі ординат відрізки 0-1,0-2,0-3,0-4, які в масштабі () зображають переміщення повзуна В від крайнього лівого положення В₀ 1/8 оберту кривошипа. Сполучивши отримані точки, дістанемо графік пройдених шляхів S_B = S_B(t).

Для побудови графіка швидкостей використовуємо метод графічного диференціювання. Для цього з’єднуємо хордами О1^/, 1^/2^/..7^/8, відповідні інтервали на графіку переміщень. Вибираємо полюсну відстань Н₁ на продовженні осі абсцис із точки О₁, проводимо промені паралельно відповідним хордам до перетину з віссю ординат. Із отриманих точок проводимо лінії паралельні осі абсцис. З’єднавши всі точки отримаємо графік швидкостей точки В . Масштаби графіка визначаємо за формулою:

.

Аналогічно будуємо графік прискорень з графіка швидкостей, використовуючи метод графічного диференціювання. Масштаб графіка прискорень визначаємо за формулою:

.

4.1.4. Побудова планів швидкостей

Кутова швидкість кривошипа:

Знайшовши кутову швидкість, шукаємо лінійну швидкість точки А, яка належить кривошипу.

Лінійна швидкість точки А:

де – кутова швидкість кривошипа;

l_OA – довжина кривошипа.

За векторними рівняннями будуємо плани швидкостей:

,

де – вектор абсолютної швидкості точки B, направлений паралельно до осі ординат (О y);

– вектор абсолютної швидкості точки А, направлений перпендикулярно до в бік обертання кривошипа.

– вектор відносної швидкості точки BА, направлений перпендикулярно .

З врахуванням масштабу швидкості, на плані швидкостей вектор будемо зображати відрізком p_va:

.

Швидкість точки S₂ визначається за формулою:

.

4.1.5. Побудова планів прискорень

Лінійне прискорення точки А.

,

де - кутова швидкість кривошипа;

- довжина кривошипа.

За векторними рівняннями будуємо плани прискорень для 1-го та 5-го положення механізму:

де - вектор абсолютного прискорення точки B;

- вектор абсолютного прискорення точки А;

- вектор відносного прискорення точки А₃, направлений перпендикулярно ;

- вектор абсолютного нормального прискорення точки А_, направлений паралельно ;

З врахуванням масштабу прискорень, на плані прискорень вектор абсолютного прискорення будемо зображати відрізком p_аa:

.

Визначаємо нормальні складові прискорень:

,

.

Швидкість точки S₂ визначається за формулою:

.

Кутове прискорення шатуна визначаємо за формулою:

, .

Заносимо до таблиці визначені кінематичні параметри механізму

Таблиця 4.1.3

Значення швидкостей	№ положення
	0 (8)	1	2	3	4	5	6	7
, м	0	0,015	0,058	0,107	0,130	0,107	0,058	0,015
, м/с	0	8,3	12,7	10,5	0	10,5	12,7	8,3
, м/с	13,5	9,6	0,75	9,6	13,5	9,6	0,75	9,6
, м/с	4,7	9,4	13	10,7	4,7	10,7	13	9,4
, м/с2	3118	1881	459,5	1887	3118	1887	459,5	1881
, м/с2	-	2040,5	-	-	-	2043,2	-	-
, с-1	4,38	3,12	0,24	3,12	4,38	3,12	0,24	3,12