Введение

Целью курсового проекта является получение навыков инженерного проектирования машин и закрепление на практике ранее полученных теоретических знаний.

Указанная цель может быть достигнута при решении задач курсового проекта:

1. Проектирование рычажного механизма

В этом разделе определяются размеры звеньев кривошипно-ползунного механизма по исходным данным

2. Динамический анализ кривошипно-ползунного механизма.

Основной задачей этого раздела является определение истинного закона движения входного звена с учетом действующих сил на звенья механизма, масс и моментов инерции, определение дополнительного момента инерции для обеспечения заданного коэффициента неравномерности движения.

3. Силовой расчет кривошипно-ползунного механизма

Основной задачей этого раздела является определение сил (реакции) в кинематических парах, определение уравновешивающего момента (силы) приложенного к входному звену.

1 Проектирование рычажного механизма

Целью проектирования рычажного механизма является определение размеров звеньев, положение центра масс и опор.

Средняя скорость поршня определяется по формуле:

V_ср=2*H_b / t_об

где H_b=2*Ɩ_ОА – ход поршня

Ɩ_ОА – радиус кривошипа

t_об = 60/ П₁ – время полного оборота кривошипа

t_об = 0,02с^-1

Подставим значения в формулу (1) и найдем радиус кривошипа:

Ɩ_ОА = 15* V_ср/ П₁

Ɩ_ОА = 0,122м

Длина шатуна:

Ɩ_АB= 4* Ɩ_ОА

Ɩ_АB = 4*0,122=0,488м

Положение центра масс шатуна:

Ɩ_АS2 = 0,33* Ɩ_АB

Ɩ_АS2 = 0,33*0,488=0,161м.

Изобразим схему основного механизма в масштабе:

μ_Ɩ = Ɩ_ОА/ОА

где ОА – графическая длина кривошипа, мм.

μ_Ɩ = 0,122/61=0,002м/мм

АВ= Ɩ_АB/ μ_Ɩ

АВ= 0,488/0,002=244м.

Вычертим в масштабе 8 совмещенных и равностоящих положений механизма и изобразим центры масс шатуна. Таким образом, в результате проектирования определим размеры:

кривошипа – Ɩ_ОА=0,122м,

шатуна – Ɩ_АB=0,488м.

2 Динамический анализ механизма

Определим истинный закон движения механизма (истинную скорость кривошипа и его угловое ускорение), и рассчитаем момент инерции маховика. Для проведения динамического исследования воспользуемся методом Виттенбауэра с использованием динамической модели. В качестве модели выберем входное звено (звено приведения) – кривошип. Точкой приведения является точка А. К этой точке приложена приведенная сила, направленная перпендикулярно звену (по линии действия скорости) и в ней сосредоточена приведенная масса. Воспользуемся методом рычага Жуковского. Уравновешивающая сила равна приведенной силе, взятой с противоположным знаком:

Р^УР= -Р^ПР.

Т.к. истинный закон движения механизма неизвестен, то силы и моменты инерции к рычагу Жуковского прикладывать не будем. Поскольку силы тяжести звеньев в механизме двигателя составляют менее 1% по сравнению с движущими силами, образовавшимися в цилиндре, влиянием этих сил пренебрежем.

Значение силы P_max находим из условия задания:

Р^ПР= P_max*П*d²/4,

где d – диаметр поршня.

2.1 Определение приведенных моментов сил

По найденным значениям уравновешивающей силы находим приведенный момент:

М^ПР=-Р^УР*Ɩ_ОА.

Полученные значения заносим в таблицу 1.

Таблица 1