ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ РАЗМЕРЫЗВЕНЬЕВ, ПЛАН ПОЛОЖЕНИЙ МЕХАНИЗМА
Радиус кривошипа механизма находится по формуле:
м.
Масштабный коэффициент для схемы механизма:
,
где – длина кривошипа на чертеже, принимаем .
Длина шатуна:
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
.
Длина шатуна на чертеже:
.
Построить восемь основных положений кривошипа механизма с интервалом (шагом)
Пронумеровать положения точки А, начиная с , против часовой стрелки через : 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 и 8, т. е. , , , , , , , , .
Известно, что максимальное значение скорости точки В поршня () достигается при таком положении кривошипа, когда он перпендикулярен шатуну, т. е. при углах φ1' и φ6': φ1' ≈ arccos(λ) = arccos(1/4) = 75,5° и φ6' = 360° – φ1' = 360° – 75,5° = 284,5°.
Построим на чертеже эти два дополнительных положения кривошипа φ1' и φ6', в них ускорение поршня будет минимальным.
Отложить на оси Х точки (0; 8), соответствующие началу хода поршня, для этого необходимо длину кривошипа на чертеже и шатуна наложить на ось Х: .
От точки 0 отложить заданный максимальный ход поршня в масштабе чертежа:
.
Отложить от точек положения кривошипа 1, 1', 2, 3, 4, 5, 6, 6' и 7 длину шатуна в масштабе чертежа до пересечения с осью Х и нанести на этой оси точки положения поршня : 1 и 7; 1' и 6'; 2 и 6; 3 и 5.
Построить на чертеже длины хода поршня от начальной точки (0, 8):
, , , , .
Действительная длина хода поршня в метрах при вращении кривошипа коленчатого вала двухтактного двигателя вычисляется по формуле:
,
где – перемещение поршня механизма на чертеже в i- м положении, , при i = 0, 1, 1', 2, 3, 4, 5, 6, 6', 7 и 8.
Например, и т. д.
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
Например,
и т. д.
Полученные значения перемещения поршня (точки В) заносятся в таблицу 1:
Перемещение (длина хода) поршня
В зависимости от положения кривошипа
Таблица 1
Положение механизма | (построен.) | (расчет.) | |
0,8 | |||
1 | 24,9 | 0,0712 | 0,0711 |
1' | 60,8 | 0,1737 | 0,1734 |
2 | 78,9 | 0,2254 | 0,225 |
3 | 123,9 | 0,354 | 0,3539 |
4 | 0,4 | 0,4 | |
5 | 123,9 | 0,354 | 0,3539 |
6 | 78,9 | 0,2254 | 0,225 |
6' | 60,8 | 0,1737 | 0,1734 |
7 | 24,9 | 0,0712 | 0,0711 |
1.2.СКОРОСТЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ПОРШНЯ
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
Абсолютная скорость точки А кривошипа коленчатого вала (величина постоянная, т. к. ее движение равномерное вращательное):
,
где – угловая скорость кривошипа,
Масштабный коэффициент плана скоростей механизма:
где – длина вектора скорости точки А кривошипа на чертеже, принимается, например, 70...100 ; задаемся
Угловая скорость шатуна определяется по формуле:
Например, угловая скорость шатуна при положении кривошипа в точках 0 и 8:
и т. д.
Строятся планы скоростей для всех положений кривошипа механизма (см. чертеж), определяются при этом значения угловой скорости шатуна по формуле (см. выше) и полученные значения заносятся в таблицу 2.
Значения скорости точки B поршня механизма при изменении угла положения кривошипа φ от 0 до 360° с шагом ∆φ = 45° проверяются по формуле:
.
Например,
и т. д.
Полученные значения скорости точки B поршня заносятся в таблицу 2:
Скорость движения поршня и угловая скорость шатуна
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
Таблица 2
Положение механизма | (постр.) | (расчет.) | ||||
0,8 | 9,4248 | 11,781 | ||||
1 | 50,3 | 6,7724 | 8,4655 | 58,4 | 7,8424 | 7,8424 |
1' | 18,1 | 2,432 | 3,04 | 72,1 | 9,7075 | 9,6957 |
2 | 9,4248 | 9,4248 | ||||
3 | 50,3 | 6,7724 | -8,4655 | 40,6 | 5,4663 | 5,4862 |
4 | 9,4248 | -11,781 | ||||
5 | 50,3 | 6,7724 | -8,4655 | -40,6 | -5,4663 | -5,4862 |
6 | -70 | -9,4248 | -9,4248 | |||
6' | 18,1 | 2,432 | 3,04 | -72,1 | -9,7075 | -9,6957 |
7 | 50,3 | 6,7724 | 8,4655 | -58,4 | -7,8424 | -7,8424 |
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИН УСКОРЕНИЙ
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
Нормальное ускорение точки А кривошипа при равномерном вращательном движении является величиной постоянной и вычисляется по формуле:
Так как , то угловое ускорение кривошипа , поэтому тангенциальное ускорение точки A равно нулю, т. е. .
Таким образом, полное ускорение точки A кривошипа при равномерном вращательном движении равно нормальному ускорению, т. е. .
Масштабный коэффициент для планов ускорений:
,
где – длина вектора ускорения на чертеже, принимаем .
Нормальная составляющая ускорения при вращении точки B относительно точки A:
,
значение для каждого положения кривошипа берется из плана скоростей (см. таблицу 2).
Например, и т. д. для каждого положения механизма.
Нормальная составляющая ускорения также может быть найдена по формуле:
,
где – угловая скорость шатуна AB, определена ранее для каждого положения механизма при построении планов скоростей, рад/с (см. таблицу 2).
Например, и т. д. для каждого положения механизма.
Вычислить значение и перевести его в отрезок вектора при принятом для всех положений механизма по формуле:
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
.
Например, , и т. д. для всех положений механизма. Полученные значения сводим в таблицу 3: