3. Кинематическое исследование механизма двс

3.1 Определение избыточного давления р газов на поршень.

Избыточное давление P_i=h_i∙μ_p∙A, где

h_i – ординаты индикаторной диаграммы, измеренные от линии атмосферного давления по кривой измерения давления в цилиндре.

μ_p – масштаб индикаторной диаграммы.

А – площадь поперечного сечения цилиндра. Находим величину ординат индикаторной диаграммы h_i , соответствующие i-тому положению кривошипа ОА.

Величина избыточного давления.

Положение механизма	Левый цилиндр	Правый цилиндр
4	Р=46200 Н	Р=0 Н
10	Р=0 Н	Р= 83500 Н

3.2 Определение сил инерции звеньев.

Результирующая сила инерции звеньев

Положение №4

Р_и1=0

Р_и2=m₂∙μ_W(πs₂’)=12∙8100=97 580 H

Р_и3=m₃∙ μ_W(πв’)=18∙5346=96 238 H

Р_и4=m₄∙ μ_W(πs₄’)=5∙1260=64 846 H

Р_и3= m₅∙ μ_W(πf’)=18∙1290=233 280H

Положение №10

Р_и1=0

Р_и2=m₂∙ μ_W(πs₂’)=12∙7938=95 256 Н

Р_и3=m₃∙ μ_W(πв’)=18∙3078=55 404 Н

Р_и3=m₄∙ μ_W(πs₄’)=5∙8748=43 740 Н

Р_и3=m₅∙ μ_W(πf’)=18∙12798=230 364 Н

Результирующие сил инерции проходит через полюсы инерции τ2 и τ4 шатунов, положение которых определяется отрезками.

3.3 Определение сил тяжести звеньев.

G₁=0

G₂=m₂∙g= 117,6 H

G₃=m₃∙g=176,4 H

G₄=m₄∙g=49 H

G₅=m₅∙g=176,4 H

3.4 Определение давления в кинематических парах.

3.4.1 Pассмотрение равновесия двухповодковой группы

звеньев 4 и 5 (положение 4).

Действующие на группу силы:

Р5=161553 Н – давление газов на поршень F/

Gi – силы тяжести.

Pи – силы инерции.

- давление направляющих на ползун F и давление шатуна 2 на шатун 4.

Условие равновесия группы 4, 5.

R₀₅ находится из уравнения моментов всех сил действующих на группу относительно точки С.

Положение №4 .

ΣМ_F=0

3.4.2 Равновесие двухповодковой группы 2,3 (положение №4)

3.4.3 Равновесие кривошипа (положение №4)

3.4.4 Проверка (положение №4)

3.4.5 Равновесие двухповодковой группы 2,3 (положение №10)

3.4.6 Равновесие кривошипа (положение №10)

Проверка проводится аналогично положению №4.

4. Синтез зубчатого привода.

а) Синтез рядовой зубчатой передачи: z₁=15; z₂=30; m_I=3 мм; – исходные данные.

ξ₁=0,908; ξ₂=0,428; ψ=0,2

Сумма коэффициента смещения:

ξ_с=ξ₁+ξ₂=0, 908+0, 428=1,336

Сумма зубьев: z_c=z₁+z₂=15+30=45

Коэффициентные отношения мелиценперенных расстояний:

a=ξ_с- ψ=1,336-0,2=1,136

Угол зацепления: 1000 ξ_c/z_c=29,69; α_W=26º35´

Радиусы делительных окружностей

Радиусы основных окружностей.

r_в1=r₁∙Cos α₀=22,5∙Cos 20º=21,14 мм.

r_в2=r₂∙Cos α₀=45∙Cos 20º=42,28 мм.

Радиусы начальных окружностей.

r_W1=r_в1(1+2а/z_c)= 23,636 мм.

r_W2=r_в2(1+2а/z_c)= 47,272 мм.

Межцентровое расстояние.

А=m(z_c/2+a)=70,934 мм.

Радиусы окружностей впадин.

Глубина захода зубьев

Высота зуба.

Радиусы окружностей выступов

r_a1=r_f1+h=21,82+6,15=27,97 мм.

r_a2=r_f2+h=42,534+6,15=48,68 мм.

Шаг зацепления

P=π∙m_I=3,14∙3=9,42 мм.

Толщина зуба

S₁= P/2+2ξ₁∙m_I∙tg α₀=9,42/2+2∙0.908∙3∙ tg 20°=6,69 мм.

S₂= P/2+2ξ₂∙m_I∙tg α₀=9,42/2+2∙0.428∙3∙ tg 20°=5,64 мм.

Вычислим коэффициент k

k=50/h=50/6,15=8,13=10 масштаб увеличиваем в 10 раз, тогда.

r₁=183 мм. r₂=366 мм.

r_в1=172 мм. r_в2=344 мм.

r_W1=189 мм r_W2=378 мм.

r_f1=177 мм. r_f2=346 мм.

r_a1=227 мм. r_a2=396 мм.

S₁=54 мм. S₂= 46 мм.

А=577 мм; h_зак=44 мм; h=50 мм.

P=77 мм.

Вычислим коэффициенты относительного скольжения.

U₂₁=z₁/z₂=0.5

U₁₂=z₂/ z₁=2

λ₁=1+U₂₁-U₂₁∙g/g-x =1+0.5-0.5·253/253-x

λ₂=1+U₁₂-U₁₂∙g/x=1+2 -2·253/x

xi	0	20	40	60	80	100	120	140	160	180	200
λ1	1	0,95	0,91	0,85	0,77	0,67	0,55	0,38	0,14	-0,23	-∞
λ2	-∞	-22,3	-9,65	-5,43	-3,33	-2,06	-1,22	-0,61	-0,16	0,19	1

С учетом коэффициента k.

xi	0	80	100	120	140	160	180
λ1	1	15,4	13,4	11	7.6	2,8	-4,6
λ2	-∞	-66,6	-41,2	-24,4	-12,2	-3,26	3,8

б) Синтез соосного цилиндрического планетарного редуктора.

Z1:z2:z3:c= 1:0,31:1,62:0,87;

Масштаб.

μ_v=υ_A3,4/100=86,45/100=0,86 м/с∙мм

μ_n=n₁/(KH)=2950/7=421 об/м∙мм.