Проектирование и исследование механизмов двухцилиндрового ДВС

Кафедра «Теории механизмов и машин»

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОЙ РАБОТЕ НА ТЕМУ:

«Проектирование и исследование механизмов

2-х цилиндрового ДВС»

2010 г.

Содержание

рычажный механизм кинематический силовой

Техническое задание

Введение

1. Определение закона движения механизма при установившемся режиме работы

1.1 Структурный анализ

1.2 Построение кинематической схемы и планов возможных скоростей

1.3 Приведение сил и масс. Определение размеров маховика

1.4 Определение скорости и ускорения начального звена

2. Кинематический и силовой анализ рычажного механизма для заданного положения

2.1 Определение скоростей методом построения планов скоростей

2.2 Определение ускорений методом построения планов ускорений

2.3 Определение векторов сил инерции и главных моментов сил инерции звеньев

2.4 Силовой расчет диады 2-3

2.5 Силовой расчет диады 4-5

2.6 Силовой расчет механизма 1ого класса

2.7 Определение уравновешивающей силы с помощью теоремы Н.Е. Жуковского о «жестком рычаге»

Список использованной литературы

Техническое задание

Вариант 00.

1. Определить закон движения рычажного механизма при установившемся режиме работы.

2. Выполнить кинематический и силовой анализ рычажного механизма для заданного положения.

Рис. 1

Исходные данные:

Длина звена 1: l_AB=l_AD=l₁=0,1 м; длина звеньев 2 и 4: l₂=l₄=0,38 м; относительное положение центра массы S шатуна: BS₂/BC=DS₄/DE=0,38; угловая средняя скорость звена 1: ω_1ср=75 рад/с; масса звеньев 2 и 4: m₂=m₄=15 кг; масса звеньев 3 и 5: m₃=m₅=12 кг; момент инерции звеньев 2 и 4 относительно центра масс:

J_S2=J_S4=0,22 кг∙м²; момент инерции кривошипного вала относительно оси вращения: J_A1=1,25 кг∙м²; момент инерции вращающихся звеньев редукторов, приведенный к оси кривошипного вала: J_Р=1,9 кг∙м²; момент инерции гребного вала с винтом:

J_в=4 кг∙м²; диаметр цилиндра: D=0,12 м; допускаемый коэффициент неравномерности вращения кривошипного вала: δ=1/40; координата звена 1 для силового анализа: φ₁=30°.

Введение

Данная курсовая работа выполнена по предмету: «Теория механизмов и машин» и состоит из двух разделов. В первом разделе определяется закон движения рычажного механизма при установившемся режиме работы; во втором разделе проводится кинематический и силовой анализы рычажного механизма для заданного положения.

В этой работе рассматривается кривошипно-ползунный механизм, который является основным механизмом в двигателях внутреннего сгорания.

Курсовая работа состоит из пояснительной записки и двух чертежей формата А1 и А2. В пояснительной записке приводится описание заданного рычажного механизма, структурный, кинематический и силовой анализы. На чертежах построена кинематическая схема механизма для двенадцати равноотстающих положений кривошипа, планы скоростей и ускорений для заданного положения механизма, планы сил для заданного положения механизма и схема рычага Жуковского.

 

1. Определение закона движения механизма при установившемся режиме работы

 

1.1 Структурный анализ

 

Механизм представляет собой 6-тизвенный рычажный механизм.

Кинематическая схема механизма показана на рис. 1:

звено 1 – ведущее – кривошип BD равномерно вращается вокруг неподвижной оси;

звено 2 – шатун ВC совершает плоскопараллельное движение;

звено 3 – ползун (поршень) C движется поступательно;

звено 4 – шатун DE совершает плоскопараллельное движение;

звено 5 – ползун (поршень) E движется поступательно;

звено 6 – стойка неподвижная (неподвижный шарнир A; неподвижные направляющие ползуна E; неподвижные направляющие ползуна С).

Кинематические пары – подвижные соединения двух звеньев, сведены в таблицу 1.1.

Таблица 1.1.

№ п/п	Соединяемые звенья	Вид пары	Подвижность	Класс
1	1-6	вращательная В	1	V	крайняя (внешняя)
2	1-2	вращательная В	1	V	средняя (внутренняя)
3	1-4	вращательная В	1	V	средняя (внутренняя)
4	2-3	вращательная В	1	V	средняя (внутренняя)
5	3-6	поступательная П	1	V	крайняя (внешняя)
6	4-5	вращательная В	1	V	средняя (внутренняя)
7	5-6	поступательная П	1	V	крайняя (внешняя)

Кинематических пар IV класса в данном механизме нет.

В результате:

- число кинематических пар V класса р₅ = 7;

- число кинематических пар IV класса р₄ = 0.

Степень подвижности механизма W определяется по формуле Чебышева:

W = 3n – 2p₅ – p₄,

где n – число подвижных звеньев,

p₅ – число кинематических пар V класса,

p₄ – число кинематических пар IV класса.

Получаем:

W = 3·5 – 2·7 – 0 = 1,

т.е. механизм имеет одно ведущее звено – кривошип BD.

Рычажный механизм состоит из механизма 1-го класса и двухповодковых групп.

1. Диада 4-5 (рис. 1) – шатун DE с ползуном E – представляет собой двухповодковую группу второго вида, т.е. диаду с двумя вращательными и одной поступательной (конечной) парами.

Число подвижных звеньев n = 2.

Число кинематических пар с учетом незадействованной, но учитываемой при определении степени подвижности диады: р₅ = 3; р₄ = 0.

Степень подвижности диады:

W₄₅ = 3·2 - 2·3 – 0 = 0

2. Диада 2-3 (рис. 1) – шатун BC с ползуном C представляет собой двухповодковую группу второго вида, т.е. диаду с двумя вращательными и одной поступательной (конечной) парами.

Число подвижных звеньев n = 2.

Число кинематических пар с учетом незадействованной, но учитываемой при определении степени подвижности диады: р₅ = 3; р₄ = 0.

Степень подвижности диады 2-3:

W₂₃ = 3·2 - 2·3 – 0 = 0