Теория механизмов и машин

Методические указания

к курсовому проекту

Раздел 1.

Структурный анализ, проектирование, кинематический с силовой расчет кривошипно-ползункового механизма двигателя внутреннего сгорания с V-образным расположение цилиндров.

Объём работы

1. По труктурному анализу.

1.1.Описать механизм.

1.2. Определить степень подвижности.

1.3. Выяснить структурные группы механизма.

2. По проектированию механизма.

2.1. По заданному ходу поршня Н и параметру λ определить размеры кривошипа и шатуна.

2.2. Вычертить в масштабе кинематическую схему механизма при заданном положении ведущего звена (φ₁) и кинематическую схему механизма при двух «мертвых» положениях поршня С.

3. По кинематическому расчету механизма.

3.1. Построить планы скоростей для положений механизма, заданного углом (φ₁), а также для одного из «мертвых» положений.

3.2. Определить скорости центров масс поршней и шатунов.

3.3. Определить величины и направления угловых скоростей шатунов.

3.4. . Построить планы ускорений для положений механизма, заданного углом (φ₁), а также для «мертвого» положения , рассмотренного в предыдущем пункте.

3.5. Определить ускорения центров масс поршней и шатунов.

3.6. Определить величины и направления угловых ускорений шатунов.

4. По силовому расчету.

4.1. Определить силы, действующие со стороны газов на поршни.

4.2. Для положения кривошипа, заданного углом (φ₁), определить силы инерции и моменты от сил инерции.

4.3. Определить кинетостатическим способом реакции в кинематических парах.

4.4. Определить уравновешивающую силу для заданного положения механизма при (φ₁).

4.5. Определить уравновешивающую силу с помощью теоремы Н.Е. Жуковского о «жестком рычаге» для рассмотренного положения механизма.

4.6. Сравнить величины уравновешивающей силы, найденные обоими способами выразив разницу в процентах от значения, найденного с помощью теоремы о «жестком рычаге».

Задание на курсовой проект

Кривошипно-ползунковый механизм

Кинематическая схема Кривошипно-ползункового механизма V-образного двигателя внутреннего сгорания показана на рис. 1, а в таблице 1 приведены исходные данные для расчета по вариантам. На рисунке обозначено: 1 – кривошип, 2,4 – шатуны, 3,5 – поршни (ползуны), 6 – неподвижная часть механизма – стойка. Стрелкой показано направление угловой скорости ω₁.

Точки S₂, S₄ – центры масс шатунов.

Длины шатунов одинаковы, т.е. .

В цилиндре В рабочий ход, в цилиндре С – выпуск, Р₅=0.

При силовом расчете вес звеньев G₂,=G₄=G₃=G₅=0 (не учитывать).

Обозначение на рисунке 1 и в табличе 1

H – полный ход поршня [мм],

D_п – диаметр поршня [мм],

φ₁ – угол поворота кривошипа, отсчитываемый от линии ОВ₀, соответствующей «мертвому» положению первого поршня,

, где r – длина кривошипа [мм], - длина шатунов [мм],

s – перемещение поршня от верхней «мертвой» точки [мм],

n – частота вращения кривошипа [об/мин],

- отношения, определяющие положения центров масс шатунов,

β – угол развала цилиндров,

p – давление в цилиндре В [H/см²].

Таблица 1

Вариант	Н, мм	λ,	Dп, мм	φ1, град	β, град	n, об/мин		p, H/см2
1	54	0,22	70	135	60	3200	0,25	42
2	50	0,26	65	45	70	2900	0,30	45
3	54	0,28	76	45	90	3600	0,28	45
4	74	0,28	75	75	110	2500	0,32	45
5	90	0,28	85	30	60	2700	0,32	50
6	84	0,30	95	75	90	2900	0,28	47
7	80	0,25	63	30	70	3200	0,28	50
8	95	0,24	80	80	120	2900	0,30	50
9	85	0,25	75	60	105	2700	0,25	45
10	76	0,26	70	75	90	2400	0,28	50
11	68	0,27	69	150	75	2500	0,30	45
12	56	0,28	80	120	60	2600	0,38	40
13	80	0,29	95	80	120	3600	0,25	50
14	75	0,30	85	60	105	3400	0,32	45
15	72	0,30	75	75	90	3200	0,30	48
16	65	0,29	70	45	75	2800	0,28	60
17	60	0,28	85	75	60	3000	0,25	45
18	100	0,27	85	65	120	3500	0,25	40
19	82	0,26	92	45	105	3800	0,28	45
20	75	0,25	90	30	90	2900	0,30	55
21	54	0,24	78	45	60	2800	0,28	45
22	64	0,30	76	45	70	2400	0,25	45
23	92	0,30	90	30	100	3800	0,30	50
24	90	0,29	95	30	100	3500	0,30	45
25	87	0,26	82	45	80	2400	0,33	45
26	92	0,25	90	30	70	2500	0,33	45
27	66	0,25	75	60	120	3600	0,35	50
28	85	0,26	80	105	100	3000	0,30	42
29	60	0,26	75	60	80	3800	0,26	40
30	52	0,30	78	30	60	2500	0,30	40

ПРИМЕР

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

ПАРАМЕТРЫ МЕХАНИЗМА (вариант )

№ п/п	Параметр	Обозна- чения	Числовое значение	Размер- ность
1	Угол поворота кривошипа, отсчитываемый от линии ОВ0, в сторону вращения кривошипа (рис.1)	φ1	120	град.
2	Частота вращения коленчатого вала (кривошипа)	n	3800
3	Угол развала цилиндров (рис.1)	β	110	град.
4	Диаметр поршня	Dn	75	мм
5	Полный ход поршня	H	80	мм
6	Параметр	λ	0,27	-
7	Отношения, определяющие положения центров масс S2, S4		0,32	-
			0,32	-
8	Максимальное давление в цилиндре	Pmax
9	Текущее давление в 1-ом цилиндре	P1	45
10	Текущее давление в 2-ом цилиндре	P2
В виду малости можно принять Р5≈0.

Рис.1 Кинематическая схема кривошипно-ползункового механизма