6 Кинематический и динамический расчет кривошипно-шатунного механизма двигателя
7.1 Построение графика тангециальных усилий.
Определяем удельную массу поступательно движущихся частей:
ms = mп +0,275mш [кг/м2] (62)
где mп - удельная масса поршня, кг/м2
mш - удельная масса шатуна, кг/м2
Приближенное значение удельных масс:
mп =150…300 кг/м2 [стр.19 /4/]
mш =250…400 кг/м2 [стр.19 /4/]
Принимаем mп =150кг/м2, mш =250 кг/м2
ms = 150 +0,275·250=218,75 кг/м2
Определяем параметры для построения графика инерционных сил по методу Толе:
А= ms ·2 ·r·(1+)·10-3 , [кПа] (63)
А= 218,75·272,27 2 ·0,074·(1+0,27)·10-3=1524,08[кПа]
В = ms ·2 ·r·(1-)·10-3, [кПа] (64)
В= 218,75·272,27 2 ·0,074·(1-0,27)·10-3=876,05[кПа]
С =3· ms ·2 ·r··10-3, [кПа] (65)
С =3· 218,75·272,27 2 ·0,074·0,27·10-3=972,05[кПа]
Построение графика инерционных усилий возвратно – поступательно движущихся деталей кривошипно-шатунного механизма проведем согласно рекомендациям (стр.19 /4/)
7.2 Построение графика тангециальных сил.
Строим полукруг Брикса, для чего проводим ниже индикаторной диаграммы полуокружность радиусом:
, [мм]
(66)
мм
От точки О- центра полуокружности откладываем отрезок ОО1 равный:
мм
(67)
Дальнейшее построение ведем согласно рекомендациям (стр.20,/4/).
Определение значений Рг и Рj проводим используя индикаторную диаграмму и графика инерционных усилий. Для этого определяем положение поршня для каждого положения кривошипа- Si на полукруге Брикса.
Найденные значений Рг и Рj для удобства дальнейших расчетов заносим в таблицу 2.
Таблица
2 Данные вычислений полученных при
кинематическом и динамическом
расчете кривошипно-шатунного механизма.
|
α,град |
Рг,Кпа |
Рг,мм |
(Рг-Ро),Кпа |
Рj,Кпа |
Рj,мм |
Рд,Кпа |
Рд,мм |
|
15 |
111,00 |
3,68 |
11,00 |
-1435,50 |
-47,85 |
-1424,50 |
-47,48 |
|
30 |
111,00 |
3,68 |
11,00 |
-1188,90 |
-39,63 |
-1177,90 |
-39,26 |
|
45 |
111,00 |
3,68 |
11,00 |
-832,20 |
-27,74 |
-821,20 |
-27,37 |
|
60 |
111,00 |
3,68 |
11,00 |
-424,20 |
-14,14 |
-413,20 |
-13,77 |
|
75 |
111,00 |
3,68 |
11,00 |
-15,00 |
-0,50 |
-4,00 |
-0,13 |
|
90 |
111,00 |
3,68 |
11,00 |
337,50 |
11,25 |
348,50 |
11,62 |
|
105 |
111,00 |
3,68 |
11,00 |
592,20 |
19,74 |
603,20 |
20,11 |
|
120 |
111,00 |
3,68 |
11,00 |
773,70 |
25,79 |
784,70 |
26,16 |
|
135 |
111,00 |
3,68 |
11,00 |
848,10 |
28,27 |
859,10 |
28,64 |
|
150 |
111,00 |
3,68 |
11,00 |
874,80 |
29,16 |
885,80 |
29,53 |
|
165 |
111,00 |
3,68 |
11,00 |
876,90 |
29,23 |
887,90 |
29,60 |
|
180 |
111,00 |
3,68 |
11,00 |
876,00 |
29,20 |
887,00 |
29,57 |
|
195 |
111,90 |
3,73 |
11,90 |
-876,90 |
-29,23 |
-865,00 |
-28,83 |
|
210 |
117,00 |
3,90 |
-17,00 |
-874,80 |
-29,16 |
-891,80 |
-29,73 |
|
225 |
128,70 |
4,29 |
-28,70 |
-848,10 |
-28,27 |
-876,80 |
-29,23 |
|
240 |
146,40 |
4,88 |
-46,40 |
-773,70 |
-25,79 |
-820,10 |
-27,34 |
|
255 |
175,80 |
5,86 |
-75,80 |
-592,20 |
-19,74 |
-668,00 |
-22,27 |
|
270 |
222,90 |
7,43 |
-122,90 |
-337,50 |
-11,25 |
-460,40 |
-15,35 |
|
285 |
305,40 |
10,18 |
-205,40 |
15,00 |
0,50 |
-190,40 |
-6,35 |
|
300 |
470,40 |
15,68 |
-370,40 |
424,20 |
14,14 |
53,80 |
1,79 |
|
315 |
832,80 |
27,76 |
-732,80 |
832,20 |
27,74 |
99,40 |
3,31 |
|
330 |
1623,30 |
54,11 |
-1523,30 |
1188,90 |
39,63 |
-334,40 |
-11,15 |
|
345 |
2995,80 |
99,86 |
-2895,80 |
1435,50 |
47,85 |
-1460,30 |
-48,68 |
|
360 |
5295,90 |
176,53 |
-5195,90 |
1524,08 |
50,80 |
-3671,82 |
-122,39 |
|
375 |
7944,00 |
264,80 |
7844,00 |
-1435,50 |
-47,85 |
6408,50 |
213,62 |
|
390 |
4562,97 |
152,10 |
4462,97 |
-1188,90 |
-39,63 |
3274,07 |
109,14 |
|
405 |
2471,40 |
82,38 |
2371,40 |
-832,20 |
-27,74 |
1539,20 |
51,31 |
|
420 |
1517,70 |
50,59 |
1417,70 |
-424,20 |
-14,14 |
993,50 |
33,12 |
|
435 |
1024,80 |
34,16 |
924,80 |
-15,00 |
-0,50 |
909,80 |
30,33 |
|
450 |
760,20 |
25,34 |
660,20 |
337,50 |
11,25 |
997,70 |
33,26 |
|
465 |
610,20 |
20,34 |
510,20 |
592,20 |
19,74 |
1102,40 |
36,75 |
|
480 |
516,60 |
17,22 |
416,60 |
773,70 |
25,79 |
1190,30 |
39,68 |
|
495 |
458,70 |
15,29 |
358,70 |
848,10 |
28,27 |
1206,80 |
40,23 |
|
510 |
421,20 |
14,04 |
321,20 |
874,80 |
29,16 |
1196,00 |
39,87 |
|
525 |
405,30 |
13,51 |
305,30 |
876,90 |
29,23 |
1182,20 |
39,41 |
|
540 |
399,60 |
13,32 |
299,60 |
876,00 |
29,20 |
1175,60 |
39,19 |
|
555 |
125,00 |
4,16 |
-25,00 |
-876,90 |
-29,23 |
-901,90 |
-30,06 |
|
570 |
125,00 |
4,16 |
-25,00 |
-874,80 |
-29,16 |
-899,80 |
-29,99 |
|
585 |
125,00 |
4,16 |
-25,00 |
-848,10 |
-28,27 |
-873,10 |
-29,10 |
|
600 |
125,00 |
4,16 |
-25,00 |
-773,70 |
-25,79 |
-798,70 |
-26,62 |
|
615 |
125,00 |
4,16 |
-25,00 |
-592,20 |
-19,74 |
-617,20 |
-20,57 |
|
630 |
125,00 |
4,16 |
-25,00 |
-337,50 |
-11,25 |
-362,50 |
-12,08 |
|
645 |
125,00 |
4,16 |
-25,00 |
15,00 |
0,50 |
-10,00 |
-0,33 |
|
660 |
125,00 |
4,16 |
-25,00 |
424,20 |
14,14 |
399,20 |
13,31 |
|
675 |
125,00 |
4,16 |
-25,00 |
832,20 |
27,74 |
807,20 |
26,91 |
|
690 |
125,00 |
4,16 |
-25,00 |
1188,90 |
39,63 |
1163,90 |
38,80 |
|
705 |
125,00 |
4,16 |
-25,00 |
1435,50 |
47,85 |
1410,50 |
47,02 |
|
720 |
125,00 |
4,16 |
-25,00 |
1524,08 |
50,80 |
1499,08 |
49,97 |
Величину
силы Т определяем графическим методом
используя схему кривошипно-шатунного
механизма согласно рекомендациям
(стр.20,/4/).
где Fпол. ,Fотр. –суммы положительных и отрицательных площадей суммарной диаграммы, мм2;
По полученным значениям Т (таблица 2) строим диаграмму удельной тангенциальной силы одного поршня в масштабе индикаторной диаграммы (давления).
Используя суммарную диаграмму определяем среднее значение тангенциальной сил ,[мм]
(69)
Fпол. =2755; Fотр.=0 ; l=80мм.
мм
определим по величине эффективную мощность двигателя:
,
кВт (70)
кВт
Определяем совпадение значений мощностей:
(71)
Несовпадение мощностей допускается до 3%.