Автомобиль с четырёхтактным двигателем внутреннего сгорания


ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Механика»

Расчетно-пояснительная записка

к курсовой работе по

теории машин и механизмов

на тему

«Автомобиль с четырёхтактным двигателем внутреннего сгорания»

Задание 9 вариант 7

Выполнил

студент гр. 2 — НТФ — 2 Дмитриев Е. М

Руководитель: Довнар Л. А

Самара 2014 г.

Содержание

Введение

1.Структурный анализ механизма

2. Кинематический анализ механизма

2.1 Кинематический синтез кривошипно-ползунного механизма

2.2 План положений

2.3 Планы скоростей и ускорений

2.3.1 План скоростей

2.3.2 План ускорений

2.4 Кинематические диаграммы

3. Силовой расчет

3.1 Обработка индикаторной диаграммы

3.2 Силовой расчёт группы Ассура второго класса

3.2.1 Определение сил инерции

3.2.2 Определение сил тяжести

3.2.3 Определение реакций в кинематических парах

3.3 Силовой расчёт механизма I класса

3.3.1 Определение силы тяжести

3.3.2 Определение реакций в кинематических парах

3.4 Рычаг Жуковского

4. Динамический расчет

4.1 Определение приведенных моментов сил

4.2 Определение кинетической энергии звеньев

4.3 Определение момента инерции маховика

4.4 Определение закона движения звена приведения

4.5 Определение основных параметров маховика

Результаты расчётов по программе ТММ1

Список литературы

Введение

Целью данной курсовой работы является проектирование и исследование механизма «Автомобиль с четырёхтактным двигателем внутреннего сгорания».

1. Структурный анализ механизма

Кривошипно-ползунный механизм состоит из четырех звеньев:

0 — стойка,

1 — кривошип,

2 — шатун,

3 — ползун.

Также имеются четыре кинематические пары:

I — стойка 0-кривошип OA;

II — кривошип OA-шатун AB;

III — шатун AB-ползун B;

IV — ползун B-стойка 0.

I, II и III являются вращательными парами;

IV — поступательная пара.

Все кинематические пары являются низшими, т. е. pнп=4, pвп=0.

Степень подвижности механизма определяется по формуле Чебышева:

W=3Чn-2pнп-pвп (1)

где n — число подвижных звеньев, n =3

pнп — число низших пар,

pвп — число высших пар.

W=3Ч3 — 2Ч4 — 0 = 1

По классификации И. И. Артоболевского данный механизм состоит из механизма I класса (стойка 0-кривошип OA) и структурной группы II класса второго порядка (шатун AB-ползун B). Из этого следует, что механизм является механизмом II класса.

2. Кинематический анализ механизма

2.1 Кинематический синтез кривошипно-ползунного механизма

Первоочередной задачей проектирования кривошипно-ползунного механизма является его синтез, т. е. определение размеров звеньев по некоторым первоначально заданным параметрам.

Ход ползуна S =0,08 м.

Эксцентриситет равен e =0

Максимальный угол давления между шатуном и кривошипом И =13°

Отношение длины кривошипа к длине шатуна l = l1/l2 находим из DAOB:

l=l1/l2=tg И = 0,23 (2)

Длину кривошипа l1 определяем из рассмотрения двух крайних положений механизма, определяющих ход ползуна S:

S=OB1-OB2=(l1+l2)-(l2-l1)=2l1, (3)

Откуда

l1=S/2, (4)

l1=0,08/2=0,04 м.

Длина шатуна:

l2=l1/l, (5)

l2=0,04/0,23=0,174 м.

Расстояние от точки А до центра масс S2 шатуна

l3=0,35Чl2, (6)

l3=0,35Ч0,174=0,06 м.

Угловая скорость кривошипа w

w1=160 c-1 (7)

2.2 План положений

План положений — это графическое изображение механизма в n последовательных положениях в пределах одного цикла. План строим в двенадцати положениях, равностоящих по углу поворота кривошипа. Причем все положения нумеруем в направлении вращения кривошипа w. Положения остальных звеньев находим путем засечек. За нулевое (начальное) положение принимаем крайнее положение, при котором ползун наиболее удален от кривошипного вала (начало работы хода). Начальное положение кривошипа задается углом j0, отсчитанным от положительного направления горизонтальной оси кривошипного вала против часовой стрелки. Для данного механизма j0=р/2 рад. Кривая, последовательно соединяющая центры S, S, S …S масс шатуна в различных его положениях, будет траекторией точки S2.

Выбираем масштабный коэффициент длин ml:

m =l1/OA (7)

где l1-действительная длина кривошипа, м;

OA-изображающий её отрезок на плане положений, мм.

ml=0,04/74=0,00054 м/мм.

Отрезок AB, изображающий длину шатуна l2 на плане положений, будет:

AB=l2/ml (8)

AB=0,174/0,00054=320 мм.

Расстояние от точки А до центра масс S2 шатуна на плане положений:

AS2=l3/ml (9)

AS2=0,06/0,00054=111 мм.

Вычерчиваем индикаторную диаграмму в том же масштабе перемещения ms=0,00108 м/мм, что и план положений механизма. Выбираем масштабный коэффициент давления:

mp=рmax/Lp (10)

где рmax — максимальное давление в поршне, МПа.

Lp — отрезок, изображающий на индикаторной диаграмме рmax, мм.

mp=5/200= 0,025 МПа/мм. 6

2.3 Планы скоростей и ускорений

План положений строим в двенадцати положениях, равностоящих по углу поворота кривошипа. Причем все положения нумеруем в направлении вращения кривошипа w. Положения остальных звеньев находим путем засечек. За нулевое (начальное) положение принимаем крайнее положение, при котором ползун наиболее удален от кривошипного вала (начало работы хода). Начальное положение кривошипа задается углом j0, отсчитанным от положительного направления горизонтальной оси кривошипного вала против часовой стрелки. Для данного механизма j0=__ рад. Кривая, последовательно соединяющая центры S, S, S …S масс шатуна в различных его положениях, будет траекторией точки S2.

2.3.1 План скоростей

Скорость точки А находим по формуле:

VA=w1Чl1 (11)

где w1 — угловая скорость кривошипа, с-1.

l1 — длина кривошипа, м.

VA=160Ч0,04=6,4 м/с

Выбираем масштабный коэффициент плана скоростей mV:

mV=VA/Pa (12)

где VA — скорость точки A, м/с;

Pa — изображающий ее отрезок на плане скоростей, мм.

mV=6,4/100=0,064(м/с)/мм.

Из полюса P в направлении вращения кривошипа перпендикулярно к OA откладываем отрезок Pa, изображающий вектор скорости точки A, длиной 100 мм.

Определяем скорость точки В:

B= A+ BA (13)

где BA — вектор скорости точки B при ее вращательном движении относительно точки A и перпендикулярен к звену AB.

Далее на плане скоростей из точки а проводим прямую перпендикулярно звену AB до пересечения с линией действия скорости точки B (направления движения ползуна). Полученный отрезок Pb=98 мм, является вектором абсолютной скорости точки B, а отрезок ab=51мм, — вектором скорости точки В относительно точки А.

Тогда

VB=PbЧmV (14)

VB=98Ч0,064=6,27 м/c;

VBA=abЧmV (15)

VBA=51Ч0,064=3,26 м/с.

Скорость точки S2 находим из условия подобия:

as2/ab=AS2/AB (16)

Откуда

as2=(AS2/AB)Чab (17)

as2=(0,06/0,174)Ч51=17 мм.

Соединив точку S2 с полюсом P, получим отрезок, изображающий вектор скорости точки S2, т. е. Ps2=96 мм.

Тогда

VS2=Ps2ЧmV (18)

VS2=96Ч0,064=6,14 м/с.

Исходя из результатов расчета программы ТММ1, из произвольной точки отложить вектор VS2 для всех двенадцати положений и соединив их концы плавной кривой, получим годограф скорости точки S2. Угловую скорость шатуна AB определяем по формуле:

w2=VBA/l2 (19)

w2=3,26/0,174=18,73 c-1.

2.3.2 План ускорений

Находим нормальное ускорение точки A:

aA=w Чl1 (20)

aA=1602Ч0,04=1024 м/с2.

Выбираем масштабный коэффициент плана ускорений ma:

ma=aA/Pa (21)

где aA — нормальное ускорение точки A, м/с2;

Pa — отрезок, изображающий его на плане ускорений, мм.

ma=1024/75=13,65 (м/с2)/мм.

Из полюса P откладываем отрезок Pa =75 мм, являющийся вектором нормального ускорения точки A кривошипа, который направлен к центру вращения кривошипа.

Определяем ускорение точки B:

(22)

где — вектор ускорения точки B при вращательном движении относительно точки A.

Определяем ускорение a :

a =V /l2 (23)

a =3,262/0,174=61 м/c2.

На плане ускорений из точки a проводим прямую, параллельно звену AB и откладываем на ней в направлении от точки B к точке A отрезок an, представляющий собой нормальную компоненту ускорения a в масштабе ma.

an=a /ma (24)

an=61/13,65=5 мм.

Из точки n проводим прямую перпендикулярную звену AB до пересечения с линией действия ускорения точки B (ползуна). Полученный отрезок nb=65 мм, представляет собой вектор касательного ускорения токи B относительно точки А, а отрезок Pb=29 мм, — вектор абсолютного ускорения точки B.

Тогда

a =nbЧma (25)

a =65Ч13,65=887,25 м/с2;

aB= PbЧma (26)

aB=29Ч13,65=395,85 м/c2.

Соединив точки a и b, получим отрезок ab=65 мм, изображающий вектор полного ускорения точки B относительно точки А.

Тогда

aBA=abЧma (27)

aBA=65Ч13,65=887,25 м/с2.

Ускорение точки S2 находим из условия подобия:

as2/ab=AS2/AB (28)

Откуда

as2=(AS2/AB)Чab (29)

as2=(0,06/0,174)Ч65=22 мм.

Соединив точку s2 с полюсом P, получим отрезок, изображающий вектор скорости точки S2, т. е. Ps2=54 мм.

Тогда

aS2=Ps2Чma (30)

aS2=54Ч13,65=737,1 м/с2.

Если из произвольной точки Р отложить двенадцать векторов (см. программу ТММ1) aS2 для всех соответствующих положений центра масс шатуна, соединив их концы плавной кривой, то получим годограф ускорения точки S2. Угловое ускорение шатуна AB определяем по формуле:

e2= a /l2 (31)

e2=887,25/ 0,174 =5099,14 c-2.

2.4 Кинематические диаграммы

Строим диаграмму перемещений SB=SB(j) на основе двенадцати положений ползуна B0, B1, B2, …,B12, соответствующих положениям кривошипа A0, A1, …, A12. Ординату т. В в крайнем положении (В0) принимаем за ноль, остальные точки — в выбранном масштабе, которые являются разницей текущего значения т. В по отношению к нулевому В0.

Находим масштабные коэффициенты:

_ длины: mS=k·ml; mS=2·0,00054=0,00108 м/мм,

где k — коэффициент пропорциональности.

_ угла поворота j кривошипа: mj=2Ч /L, mj=2·3,14/300=0,021 рад/мм.

_ времени: mt=2Ч /w1ЧL, mt=2·3,14/160·300=0,00013 с/мм,

где L — отрезок на оси абсцисс в мм.

По результатам расчёта программы ТММ1 строим диаграмму скорости VB=VB(ц) и диаграмму ускорений aB=aB(ц) с масштабным коэффициентами мV=6,4/60=0,11(м/с)/мм и мa=1260,76/45=28,02(м/с2)/мм, мщ=36,99/40=0,92 с-1/мм, м?=6083,93/40=152,10 с-2/мм.

Таблица № 1

Относительная погрешность вычислений

Метод

расчета

Параметр

Значение в положении

№2

Значение по результатам расчета программы ТММ1

Относительная погрешность ?,

%

Метод

планов

VB, м/с

6,27

6,20

1,1

VS2, м/с

6,14

6,14

0

?2, с-1

18,73

18,88

0,8

aB, м/с2

395,85

393,69

0,5

aS2, м/с2

737,11

746,55

1,2

?2, с-2

-5099,14

-5159,18

1,2

3. Силовой расчет

Основной задачей силового расчета является определение реакций в кинематических парах механизма и внешней уравновешивающей силы, являющейся реактивной нагрузкой со стороны отсоединенной части машинного агрегата.

В основу силового расчета положен принцип Даламбера, позволяющий применять уравнения равновесия кинетостатики, учитывая инерционную нагрузку для определения реакций связей. При этом рассматриваются статически определимые кинематические цепи ?группы Ассура? и механизм I класса, т. е. звено кривошипа.

В качестве примера приведен алгоритм решения для механизма двигателя с четвертой схемой сборки.

кривошипный ползунный скорость маховик

3.1 Обработка индикаторной диаграммы

Индикаторная диаграмма представляет собой зависимость движущих сил Fд от перемещений ползуна Fд=f(S).

Таблица 2

Значения сил в точке В

yi,

мм

рi

мПа

Fд,

Н

0

200

5

22608

1

164

4,1

18539

2

100

2,5

11455

3

52

1,3

5878

4

20

0,5

2412

5

4

0,1

603

6

0

0

0

7

0

0

0

8

1,2

0,03

151

9

8

0,2

904

10

32

0,8

2713

11

44

1,1

5124

12

200

5

22608

Для определения значения движущих сил для всех рассматриваемых положений механизма, необходимо произвести графическую обработку индикаторной диаграммы. Давление рi (МПа) на поршень в i-том положении определим путем измерения соответствующей ординаты y в мм на диаграмме с учетом масштабного коэффициента давлений mp=0,025 МПа/мм.

рi=mpЧyi (32)

Движущая сила, действующая на поршень Fi, Н будет равна:

Fi= рiЧpЧD2/4, (33)

где D — диаметр поршня, мм.

Результаты расчета сведены в таблицу №2. Знак (+) показывает, что сила направлена вверх.

По результатам таблицы №2 строим диаграмму движущих сил F?=F?(ц) в масштабе мF=22608/125=180,86 Н/мм

3.2 Силовой расчет группы Ассура второго класса

Для выполнения силового расчёта необходимо знать значения сил, действующих на звенья механизма: силы тяжести, движущие силы и силы инерции этих звеньев. Силовой расчёт будем вести для второго положения кривошипно-ползунного механизма. От механизма, начиная с исполнительного звена (ползуна), отсоединяется группа Ассура, а точки разрыва этой группы заменяются реакциями.

3.2.1 Определение сил инерции

Модули сил инерции звеньев определяем по формуле:

Фi=miЧai (34)

где mi-масса i-го звена, кг;

ai-ускорение центра масс i-го звена, м/с2 .

Подставив числовые значения, получим:

Ф?2=1,73·746,55= 1291,53 Н;

Ф?3=0,519Ч393,69=204,32 Н

Направления сил инерции противоположны направлениям соответствующих ускорений. Направление момента сил инерции противоположно угловому ускорению шатуна e2. Момент сил инерции шатуна определяется по формуле:

MФ2=IS2Чe2 (35)

MФ2=0,00880Ч5159,18= 45,4 НЧм

Систему сил инерции шатуна, т. е. главный вектор сил инерции Ф2, приложенный в центре масс, и момент сил инерции МФ2 относительно центра масс, приводим к одной силе Ф2 приложенной в некоторой точке K. Расстояние между линиями действия силы инерции и приведенной силой вычисляется по формуле:

(36)

h=45,4/1291,53Ч 0,00054= 65 мм

Направление приведенной силы совпадает с направлением силы инерции, а направление момента приведенной силы относительно точки S2 совпадает с направлением момента MФ2.

3.2.2 Определение сил тяжести

Силы тяжести определяем по формуле:

Gi=miЧ g (37)

где mi-масса i-го звена, g-ускорение силы тяжести.

Подставив числовые значения, получим:

G2=1,73Ч9,81=16,97 Н;

G3=0,519Ч9,81=5,09 Н.

3.2.3 Определение реакций в кинематических парах

Определение реакций в кинематических парах начинаем с рассмотрения равновесия группы Ассура (2-3).

На звенья этой группы действуют силы: движущая сила Fд, силы тяжести G3, G2, результирующие силы инерции Ф3, Ф2, реакция R03, заменяющая действие стойки 0 на ползун 3 и реакция R12 заменяющая действие кривошипа 1 на шатун 2.

Силы, приложенные в точке B, приводим к одной силе F3.Величину этой силы определяем по формуле:

(38)

F3 = — 204,32 — 5,09 + 11455=11245,59 Н

Знак (+) показывает, что сила F3 направлена вверх.

Условие равновесия группы (2-3) выражается следующим образом:

++++0 (39)

Реакцию R12 раскладываем на две составляющие: R — действующая вдоль оси звена AB и R — перпендикулярно звену AB.

Составляющую R определяем из уравнения суммы моментов всех внешних сил относительно точки B, действующих на шатун AB.

Применительно к рассматриваемой схеме механизма это уравнение можно записать так:

R Ч l2-Ф2Чb-G2Чh2=0 (40)

откуда

R =(Ф2Чb+G2Чh2)/l2 (41)

R = (1291,53Ч250+16,97Ч42)/320= 1011,23 Н.

План сил (42) строим в масштабе: mF=11245,59/160=70,28 Н/мм.

Rф12=1011,23/70,28=14 мм; F3+G2=(11245,59+16,97)/70,28=160 мм; Ф2=1291,53/70,28=18 мм.

Из произвольной точки Р последовательно откладываем вектора R, F3+G2, Ф2. Через конечную точку вектора Ф2 проводим линию действия реакции R03 , а через начальную точку вектора R — линию действия силы R. Получим точку пересечения. Соединив конечную точку вектора Ф2 с точкой пересечения, получим вектор R03. Соединив точку пересечения с конечной точкой вектора R, получим вектор R12. Умножив соответствующие длины на масштабный коэффициент, получим:R03=31Ч70,28=-2178,68H; R12=155Ч70,28=10893,4H; R =156Ч70,28=10963,68Н

По результатам расчета программы ТММ1 строим годограф реакции R12 в масштабе mR= 20018,02/150=133,45 Н/мм.

Если в каждом из двенадцати положений ползуна отложить вектор R03 и соединить их конечные точки плавной кривой, то получим годограф реакции R03.

По результатам расчета программы ТММ1 строим годограф реакции R03=R03(SB) в масштабе mR=2259,74/70=32,28Н/мм, mS=0,174/320=0,00054 м/мм.

Реакция R32 в паре шатун — ползун определяем из условия равновесия ползуна:

++0 (42)

и равенства:

(43)

или

(44)

Тогда

R32X =R03 =-2178,68 H,

R32Y =F3 =11245,59 H;

R32 (45)

R32= =11454,69 Н

R32 =11454,69 Н

По результатам расчета программы ТММ1 строим диаграмму реакции R32=R32(j1) в масштабе: mR=21948,57/190= 115,52 Н/мм.

3.3 Силовой расчет механизма 1 класса

К кривошипу приложена сила тяжести G1, известная реакция. Неизвестная по значению и направлению реакция R01 .

Чтобы кривошип мог совершать вращение по заданному закону, к нему со стороны отделенной части машинного агрегата должна быть приложена реактивная нагрузка в виде уравновешивающей силы Fy.

Допустим, что неизвестная по модулю уравновешивающая сила приложена перпендикулярно кривошипу в точке А.

3.3.1 Определение сил тяжести

Силу тяжести кривошипа определяем по формуле:

G1=m1Чg (46)

где m1 — масса кривошипа;

g — ускорение силы тяжести.

G1=3,46Ч9,81=33,94 Н;

3.3.2 Определение реакций в кинематических парах

Реакция R01 в паре кривошип-стойка и уравновешивающий момент My определяем из условия равновесия кривошипа ОА:

=0 (47)

Силу Fy находим из условия:

FyЧ l1 — R21Чh3=0 (48)

Откуда

Fy=R21Чh3/l1 (49)

Fy=10893,4Ч71/74=10451,77Н

План сил строим в масштабе: mF=10893,4/100=108,93 Н/мм.

R21=10893,4/108,93=100 мм; G1=33,94/108,93=0,3 мм.

Из произвольной точки последовательно откладываем вектора R21, G1. Соединив конечную точку вектора G1 с начальной точкой вектора R21, получим вектор R01. Отложив из конца вектора G1 линию действия силы Rn01, а из начала вектора R21 линию действия силы Rф01, получим точку пересечения этих линий. Соединив начальную точку вектора R21 с точкой пересечения, получим вектор Rф01.. Соединив конечную точку вектора G1 с точкой пересечения, получим вектор Rn01. Умножив полученную длину на масштабный коэффициент, получим: R01=108,93*100 =10893 Н, Rф01=108,93*=10524,48 Н, Rn01=108,93* =2740,75 Н.

По результатам расчета программы ТММ1 строим диаграмму реакции R01=R01(j1 ) в масштабе mR=мR03 =21948,57/190= 115,52Н/мм.

Уравновешивающий момент My определяется по формуле:

My=FyЧl1 (50)

My=10451,77Ч0,04=418,07НЧм

По результатам расчета программы ТММ1 строим диаграмму уравновешивающего момента Mу=Mу(j1 ) в масштабе: mM=423,98/75=5,65 НЧм/мм.

3.4 Рычаг Жуковского

С целью проверки правильности силового расчета механизма уравновешивающий момент My определяем с помощью рычага Жуковского.

На план скоростей, предварительно повёрнутый на 90 градусов вокруг полюса, в соответствующие точки переносим все заданные силы, включая силы инерции и уравновешиващую силу Fy. Из условия равновесия плана скоростей, как рычага, определяем уравновешивающую силу Fy, прикладывая ее в точке a, считая ее как бы приложенной в точке A кривошипа, и направляем перпендикулярно линии кривошипа ОА.

Таким образом:

FyЧPa+Ф2Чh4+G2Чh5-F3ЧPb=0 (51)

Откуда:

Fy=(Ф2Чh4+G2Чh5-F ЧPb) /Pa (52)

F =( 1291,53Ч16+ 16,97Ч63 — 11245,59Ч98 )/100=10803,34 Н

Определяем величину уравновешивающего момента:

M =F Чl (53)

M =10803,34Ч0,04=432,13 НЧм

Таблица № 3 Относительная погрешность вычислений

Метод

расчета

Параметр

Значение

в положении

№2

Значение по результатам расчета программы ТММ1

Относительная погрешность, %

Метод

планов

R12, Н

10893,4

10883,25

0,09

R03, Н

-2178,68

-2259,74

3,6

R32, Н

11454,69

11451,1

0,03

R01, Н

10893

10850,78

0,4

My, Нм

418,07

423,98

1,4

Рычаг

Жуковского

My, Нм

432,13

423,98

1,9

4. Динамический расчет

4.1 Определение приведенных моментов сил

Приведенный момент движущих сил М, приложенный к звену приведения, определяется из условия равенства мгновенных мощностей. Мощность, развиваемая М, равна сумме мощностей, развиваемых силами и моментами сил, действующих на звенья машинного агрегата. Так, для кривошипно-ползунного механизма с вертикальным движением ползуна, когда в качестве звена приведения принимается вал кривошипа, приведенный момент движущих сил и сил тяжести равен:

М =(F ЧV Чcos(F ^VB)+G ЧV Чcos(G ^V )+

+G ЧV Чcos(G ^V ))/(-w) (54)

После подстановки числовых данных получим:

М =(11455Ч6,2Ч1+5,09Ч6,2Ч1+16,97Ч6,14Ч0,631)/(-160)=-444,49 НЧм

Приведенный момент сил сопротивления M в дальнейшем предполагается постоянным по величине, т. е. M =const, и находится из условия равенства работ движущих сил и сил сопротивления за цикл установившегося движения.

По распечатке ТММ1 строим диаграмму M =M (ц) приведенных моментов движущих сил и сил тяжести в функции угла поворота j звена приведения. Принимаем масштаб моментов равным mM=423,98/75=5,65 НЧм/мм, а масштаб углов поворота звена приведения: mj=0,021 рад/мм. Находим масштабный коэффициент работ: mA=630,68/112=5,6 Дж/мм

4.2 Определение кинетической энергии звеньев

Вычитая из ординат диаграммы Aд=Aд(j) соответствующие ординаты диаграммы Aс=Aс(j), и откладывая разность на соответствующих ординатах, получаем график DT=DT(j) масштаб диаграммы mT =442,82/79=5,6Дж/мм.

Определяем приращения кинетической энергии всей машины вместе с маховиком

DTi=Aдi — Aci (55)

DTi=-348,95+81,91=-267,04Дж

Кинетическую энергию звеньев механизма определяем по формуле:

=(mV)/2+(mV)/2+(IS2Ч)/2 (56)

=(1,73Ч6,142)/2+(0,519Ч6,22)/2+(0,0088Ч18,882)/2=44,15 Дж

Приведенный момент инерции определяем по формуле:

I =2ЧT / w (57)

I =2Ч44,15/1602=0,0034495 кгЧм2

Изменение кинетической энергии звеньев машинного агрегата с постоянным приведенным моментом инерции, Дж,

D =DTi — T (58)

D =-267,04-44,15=-311,19 Дж

По результатам расчёта программы ТММ1 строим диаграммы DT=DT(j),

T(II)= T(II)(j), DT(I)=DT(I)(j) в масштабе mDT2 = 46,06/8,2=5,6Дж/мм. мDТ1=478,81/85=5,6 Дж/мм.

Далее определяются минимальные DT и максимальное DT значение из массива DT, а затем максимальное изменение кинетической энергии звеньев с постоянным приведенным моментом инерции, Дж,

DT =DT — DT (59)

DT =478,81-21,14=457,67 Дж

4.3 Определение момента инерции маховика

Приведенный постоянный момент инерции звеньев машинного агрегата, необходимый для обеспечения требуемой неравномерности движения:

4.4 Определение закона движения звена приведения

Для определения истинного значения угловой скорости звена приведения w вычисляются средние значения изменения кинетической энергии:

DT =(DT +DT )/2, (60)

DT =(__+__)/2=___ Дж

и среднее значение кинетической энергии звеньев с постоянным приведенным моментом инерции:

T = I Чw /2 (61)

T =__Ч__/2=___ Дж

Определяем кинетическую энергию:

= TT+ T, (62)

=__-__+__= ___ Дж

Определяем угловую скорость звена приведения:

1(i) (63)

1 (i) — = _ с1 .

Угловое ускорение звена приведения берем из результатов расчета программы ТММ1: e1(i)=___ с-2.

По результатам расчета программы ТММ1 строим диаграммы w1=w1(j) и e1=e1(j), для которых масштабные коэффициенты равны: mw=___с-1/мм,

me=___ с-2/мм.

Таблица № 4

Относительная погрешность вычислений

Метод

расчета

Параметр

Значение

в положении

№____

Значение по результатам расчета программы ТММ1

Относительная погрешность, %

Метод

диаграмм

М, Н?м

-442,83

М, Н?м

78,22

Aд, Дж

-348,95

Aс, Дж

81,91

?T, Дж

-267,04

T(2), Дж

44,1

?T(1) , Дж

-311,15

I, кг?м2

0,0034456

?1, с-1

159,76

Результаты расчётов по программе ТММ1.

Исполнитель: Иванов И. И. Группа: _-__-_ Вариант:__

Исходные данные:

Тип машинного агрегата TM=_

Номер схемы кривошипно-ползунного механизма N=__

Направление вращения кривошипа K=__

Средняя угловая скорость кривошипа Omega_1=_ 1/c

Смещение направляющей ползуна (эксцентриситет) e=_______ м

Длина кривошипа L1=__ м

Длина шатуна L2=__ м

Расстояние АS2 L3=__ м

Начальное положение кривошипа Phi0=___ градусов

Масса кривошипа m1=___ кг

Масса шатуна m2=___ кг

Масса ползуна m3=___ кг

Момент инерции шатуна Is2=___ кг*м^2

Сум. прив. мом-т всех вр. масс маш. агрегата Iп0 =___ кг*м^2

Коэффициент неравномерности вращения delta=_

Значения Pпс (Pд) {H}:

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

КИНЕМАТИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ

N|УПК|У. С.Ш.| У. У.Ш. | С. П.| У. П. |vx s2|vy s2|vs 2| wx s2 | wy s2 | w s2 |

—————————————————————————-

0| | | | | | | | | | | |

12| | | | | | | | | | | |

______________________________________________________________________________

РЕЗУЛЬТАТЫ СИЛОВОГО РАСЧЁТА

____________________________________________________________________

| N| R12X | R12Y | R12 | R03 | R32X | R32Y |

|———————————————————————|

| 0| | | | | | |

|12| | | | | | |

|____________________________________________________________________|

_________________________________________________

| N| R32 | R01X | R01Y | R01 | MUR |

|———————————————————|

| 0| | | | | |

|12| | | | | |

|_________________________________________________________|

ДИНАМИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ МАШИННОГО АГРЕГАТА

____________________________________________________________________

| N| IP2 | DIP2 | MPS | MPD | AD | AS |

|———————————————————————|

| 0|

|12| |

|____________________________________________________________________|

_________________________________________________________

| N| DT | T2 | DT1 | W1 | EPS |

|———————————————————|

| 0| | | | | |

|12| | | | | |

Список литературы

Основная литература

1. К. В. Фролов, С. А. Попов, А. К. Мусатов и др. Теория механизмов и механика машин. — М.: Высш. шк., 2005.-496 с.

2. С. А. Попов, Г. А. Тимофеев. Курсовое проектирование по теории механизмов и механике машин. — М.: Высш. шк., 2002. 411с.

3. С. И. Марченко, Е. П. Марченко, Н. В.Логинова. Теория механизмов и машин.- Ростов н/Д.; Феникс, 2003.- 263 с.

Дополнительная литература

1. А. И. Смелягин. Теория механизмов и машин.- М.: Инфр А — М.: НГТУ, 2003.-263с.

2. И. И. Артоболевский. Теория механизмов и машин.-М.: Наука, 1975.-640с.

3. А. Ф. Крайнев. Словарь-справочник по механизмам. — М.: Машиностроение, 1981. -438с.

4. И. И. Артоболевский, Эльденштейн. Сборник задач по теории механизмов и машин. — М.: Наука, 1973. -256с.

5. И. П.Филонов, П.П. Анципорович, В. К.Акулич, Е. А.Вставский и др. Методическое пособие по курсовому проектированию курса «Теория механизмов и машин».- Минск: Белорусский политехнический ин-т, 1988.-110 с.

6. А. М.Неймарк, А. К.Федосеев. Методические указания к курсовому проекту по теории механизмов и машин «Кинематическое и динамическое исследование кривошипно-ползунных механизмов с применением ЭВМ в диалоговом режиме».- Самара: Самарский политехнический ин-т,1990.-36 с.

Перечень вопросов, выносимых на защиту курсовой работы

Структура и кинематика механизма

1.Задачи, решаемые при структурном анализе механизма.

2. Дать определение механизму, звену, кинематической паре.

3. Что называется структурной и кинематической схемой?

4. Что понимается под степенью подвижности механизма?

5. Каким свойством обладают структурные группы механизма? Как понимать W=1; W=3?

6. Привести примеры групп Асура 2 и 3 классов и базовых механизмов.

7. Для чего нужно знать класс механизма, кинематической пары?

8. Записать формулу для W плоских и пространственных механизмов.

9. Задачи, решаемые при кинематическом анализе механизмов.

10. Что называется обобщенной координатой, функцией положения, передаточным отношением?

11. Какова связь между скоростью и ее аналогом, ускорением и его аналогом?

12. Как определяются масштабные коэффициенты длины, скорости и ускорения? Какова их размерность?

13. Порядок определения угловых скоростей и угловых ускорений звеньев механизма.

14. Что называется абсолютной и относительной скоростью, ускорением?

15. Почему вектор относительного ускорения состоит из нормальной и тангенциальной компонент и ускорения Кориолиса? В каких частных случаях каждая из них равняется нулю?

16. В каких случаях удобно использовать метод планов, диаграмм?

17. Суть метода замкнутого векторного контура.

18. С какой целью проводится кинематический анализ механизмов?

19. Метод графического дифференцирования, интегрирования.

Силовой анализ механизма

1. Цель силового расчета.

2. Какими методами пользуются при силовом расчете?

3. Сила инерции, как она определяется?

4. Как направлена реакция в поступательной кинематической паре?

5. Какие допущения приняты при силовом расчете?

6. Уравновешивающая сила. Уравновешивающий момент. Как они определяются?

7. Как определить величину и направление силы (момента) производственного сопротивления механизма?

8. Почему расчет ведется по группам Ассура? Его последовательность.

9. Изобразить схему звена со всеми силами.

10. Составить уравнение моментов сил относительно точки для какого-либо звена.

11. Составить векторное уравнение равновесия сил для какого-либо звена.

12. Охарактеризовать реакции R23, R45 и т. п.

13. Как определяются тангенциальные и нормальные составляющие реакции в каком-либо шарнире?

Динамический анализ механизма

1. Охарактеризовать график силы (момента) производственного сопротивления.

2. Перечислить действующие на звенья машины силы.

3. Что такое цикл движения машины?

4. Записать уравнения движения машины.

5. Как определяется полезная мощность машины и расчетная мощность двигателя при установившемся режиме работы?

6. Как вычислить КПД машины?

7. Объяснить причины неравномерности хода при установившемся режиме работы машины.

8. С какой целью в машинах устанавливают маховик?

9. Как влияет неравномерность хода на размеры маховика?

10. Какие допущения приняты при расчете маховика методом Мерцалова?

11. Как определяется момент инерции маховика? Как учитываются массы остальных звеньев?

12. Что такое приведенный момент инерции масс и приведенный момент сил? Как они определяются?

13. Как строится график работ?

14. Как строится график Мп()?

15. Каков характер движения звена приведения на отдельных участках?

16. Какое звено может служить звеном приведения при расчетах?

17. Где выгоднее устанавливать маховик? Почему?

18. В каких случаях маховик не требуется?

Если вы думаете скопировать часть этой работы в свою, то имейте ввиду, что этим вы только снизите уникальность своей работы! Если вы хотите получить уникальную курсовую работу, то вам нужно либо написать её своими словами, либо заказать её написание опытному автору:
УЗНАТЬ СТОИМОСТЬ ИЛИ ЗАКАЗАТЬ »