Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

3.1 Силовое исследование групп поршень-шатун для положения холостого хода первого механизма ( второе положение коленвала)

  Силовое исследование производим для каждой структурной группы отдельно. Построим расчетную схему группы поршень-шатун первого механизма к звеньям группы приложены следующие внешние силы (рисунок 11, стр.) к звену 3 – поршень – сила F₃ – суммарная сила давления газов на поршень, сила инерции поршня F_ил и вес поршня G_n:

                                                                                                              (25)

Сила давления газов на поршень

F_в2= -1507Н,

F_ин2= -1859Н

Силы F_в2 и F_ин2 беруться из таблицы 3

G_n =0.36∙9.8=3.5H

Знак минус означает, что сила направлена вверх (влево).

 К звену 2 – шатун – сила от веса шатуна G_ш в точке S_ш2 и сила инерций шатуна F_ин2 , приложена в точке Т_ш2

G_ш = m_2∙g ,

F_ин2 = 2772,5H – берется из таблицы 3,

G_ш= 0,32∙9,8=3,136Н.

Кроме внешних сил на звенья действуют реакции в кинематических парах (рисунок 12);

На звено 3 – реакция R₀₃ со стороны звена 0 (цилиндр). Для неё известна линия действия – прямая а-а, перпендикулярна оси цилиндра. Величина и точка приложения реакции R_0у неизвестны.

Во вращательного паре А неизвестные величина и направление реакций R₁₂ . Разложим её на 2 направления:

Нормальное  и тангенциальное  

Так как кинематическая группа 2-3 находится в равновесии,

составим уравнение:

                                                     (26)

Реакцию  определим из уравнения моментов относительно точки В:

 

                                                                            (27)

 

   Откуда выражаем :

 

                                                               

Значения h₁ и h₂  снимаем с плана сил (рис.12)

 

 

Реакция  получилась со знаком плюс. Значит её направление выбрано правильно. Уравнение (25) решим графически построением плана сил

(рисунок 12 б). Выбираем масштабный коэффициент Н/мм²

                                                                                                              (28)

где  - значение действующей силы, Н;

   - величина отрезка на чертеже, соответствующий значению действующей силы, мм.

   Пример

Тогда, чертежные размеры сил, в мм, определим из выражения:

 

+ =61мм

     Построение плана сил начинаем с линий направления вектора R₀₃. К ней в точки а пристраиваем вектор , ,  и , получал последовательно точки В,С. Силами  и  пренебрегаем ввиду их малости.

     Из точки d проводим линию составляющий  до встречи её в точке  с линией действие реакции R₀₃. Точка  является концом вектора  и началом вектора R₀₃ . Их числовое значения, м, определяются:

R₀₃

R₀₃ =50∙10=500Н

=50∙40=2000Н

     Полная величина реакции  на плане выражается вектором cl, который является суммой векторов cd и de.

=50∙59=2950Н

    Сумма действующих на поршень сил даёт силу, с которой поршень действует на шатун, т.е реакцию :

= + +

На плане реакция изображается вектором lb.

       

 

 

 Сумма сил, действующих на шатун, дает силу, с которой шатун действует на поршень, т.е реакцию .

= +

   Эти реакций изображается вектором bl.

=- = ∙(bl)

=50∙64=3200H

 

3.2 Силовое исследование группы поршень-шатун второго механизма для такта расширения (второе положение колебания)

   Исследуем структурную группу поршень-шатун второго механизма, для чего также строим расчетную схему (рисунок 14а).

 

К звеньям группы приложены следующие внешние силы:

К звену 5 – поршень - силы давления газов на поршень , сила инерций поршня F_ип4 и вес G₅.

К звену 4 – шатун – сила G₄, приложенная в точке S₄ и сила инерций шатуна F_ин4, приложенная в точке Т_ш4.

На звенья 4 и 5 действуют ещё реакций в кинематических парах:

 На звено 5 (поршень) – реакция R₀₅ со стороны звена 0 (цилиндра). Линия действия этой реакций перпендикулярна оси цилиндра, величина и направление неизвестны.

В точки Д действуют реакции R₄₅ и R₅₄, равны по величине и противоположены по направлению.

R₄₅=- R₅₄

В точке С на звено 4 (шатуна) действует реакция R₁₄ со стороны звена 1 (кривошипа).

Для неё остается справедливым всё изложенное для реакции R₁₃. Для определения составляющий  составим уравнение моментов сил относительно оси, проходящего через точку Д.

∙ - F_ип4∙h₁+ G₄∙h₂=0

                                                                                 (29)

Для определения реакций  и R₀₅ составим уравнение равновесия всех сил, действующих на группу:

R₀₅ +F_B4+F_ИП4+G₅+G₄+ F_ИН4+ + =0                                                (30)

Решаем уравнение (28) построением плана сил, начинал с линий действия реакции R₀₅. Построение проводим аналогично первой группе. Силами G_5,G₄ пренебрегаем в связи с их малостью.

=2284Н

F_ИН4=2772Н

F_B=57697Н

F_ИП=-4104Н

F₄=∑ F_B+ F_ИП+ G₄=53953H

Выбираем масштабный коэффициент . Тогда указанне силы будут изображаться отрезками длиной.

F₄

F_ИН4

 

Определим реакции:

R₀₅= ∙(al) = 500∙25=12500H

= ∙(ol)=500∙114=57000H

= ∙(dl)=500∙116=58000H

Сумма сил, действующих на поршень даёт силу, с которой поршень действует на шатун, т.е реакцию R₅₄

Реакция изображается отрезком lb=113мм

R₅₄=500∙113=56500Н

Сумма сил, действующих на шатун, дает силу, с которой шатун действует на поршень, т.е реакцию R₄₅

Эта сила изображается отрезком bl.

 

3.2 Силовое исследование группы начального звена для второго положения коленвала.

Построим расчетную схему группы начального звена (рисунок 15). Начальное звено двигателя состоит из коленчатого вала, с двумя кривошипами ОА и ОС.

К начальному звену приложены следующие силы:

В точке А – реакция шатуна 2 R₂₁

В точке С – реакция шатуна 4 – R₄₁

Направления реакций соответственно противоположены направлением реакций R₁₂ и R₁₄. В точках S₁ и S₁^’ кривошипа приложены силы веса кривошипов G_k и G_k^’

G_k=m_k∙g

В этих же точках приложены силы инерций кривошипов F_инк и F_инк^’, направлены к точкам А и С.

F_инк=-m_k∙a_sк

G_k=6,25∙9,8=61,25H

  В точке О – реакция R₀₁ на кривошип, модуль и направление которого неизвестны.

Все приложенные к начальному звену внешние силы могут быть уравновешены реакцией R₀₁, но момент этих сил в общем случае не уравновешиваются.

Для этого, чтобы главный вал находился в равновесии к нему надо приложить уравновешивающий момент M_у, определяемый из уравнений статики.

У двигателя в цилиндре первого механизма происходит процесс всасывания, он потребляет энергию и уравновешивающий момент М_у направлен в направлении вращения кривошипного вала.

Во втором цилиндре происходит процесс расширения. Момент сил сопротивления, являющийся уравновешивающим моментом M_y^”, направлен противоположено вращению вала.

При составлении векторных уравнений равновесия сил и моментов учитываем, что звено 1 выполнено в виде кривошипного диска. Поэтому общая сила тяжести G₁=2G_k приложена в центре масс 0. Центр масс неподвижен, поэтому а₀=0 и F_ин-=0.

С учетом заданный степени неравномерности можно принять, что кривошип вращается равномерно. Поэтому угловые ускорения ξ₁=0 и момент инерций М_ин1=0.  

Для определения реакций R₀₁ составим векторное уравнение:

+ + + =0

В уравнении два неизвестных – модуль и направление силы R₀₁.

Решим его графически, для чего выберем масштабный коэффициент  и определим длины отрезков, выражающих силы, на плане сил:

R₂₁=2950H =5,9мм

R₄₁=57000Н =114мм

G₁=6,25∙9,8=61,25H =0,1225мм

 

Величину реакций R₀₁ определяем

R₀₁= ∙(ac)=500∙120=60000H

Для определения уравновешивающего момента M_y составим уравнение равновесию момента 1 в форме суммы моментов сил относительно точки О. Момент сил R₀₁, G₁ , F_ик относительно точки О равен нулю, т. к. линия действия этих сил проходит через центр О.

  Тогда уравнение моментов относительно точки О будет:

 

Отсюда:

 

 

M_y=57000∙0.04-2950∙0.038=2167.9 н∙м