Силовой расчет структурной группы звеньев 2-3

Строим вначале кинематическую схему механизма для заданного значения угла поворота кривошипа первого цилиндра =30^о. Показываем звенья лишь двух цилиндров двигателя – первого и седьмого

Давление газов в цилиндре двигателя в конце периода сгорания топлива дано по заданию: P =6,6 Н/м . Этому давлению соответствует на диаграмме отрезок у_max = 60 мм. Поэтому масштаб по оси давлений газов Р:

 

.

Давление газов в цилиндре 1:

Р= .

Площадь днища поршня:

=0,013266 (м²).

 

Сила давления газов на ползун в пятом цилиндре

 

F^5ц_г= ps = 5,66•10⁶•0,013266 =75085,56 (H).

 

Эта сила является силой движущей, приложена к и направлена вниз вдоль оси ВО цилиндра

Вычисляем силы тяжестизвеньев 2 и 3:

 

(Н),

(H).

 

Прилагаем силы тяжести в центрах тяжести звеньев, направляя их вертикально вниз.

Силы инерции звеньев

(H);

(Н).

 

Моменты сил инерции звеньев и определяем через моменты инерции и и угловые ускорения звеньев и .

Вычисляем величину углового ускорения шатуна:

 

(c^-2).

Момент инерции шатуна дан по заданию: = 0,028 ().

Момент сил инерции шатуна 2:

 

(Нм).

Для ползуна 3 имеем

 

, так как .

Определение реакций производим в принятой последовательности для рассматриваемого вида структурной группы звеньев.

1. Сумму всех моментов сил, действующих относительно центра вращательной кинематической пары В на звено, приравниваем нулю: . Вычисляется тангенциальная составляющая реакции во вращательной паре А.

 

;

 

().

 

2. Векторная сумма всех сил, действующих на звенья 2 и 3, приравнивается нулю: .

 

.

План сил строим в масштабе µ= 250 . Чтобы определить длину вектора известной силы, величину этой силы делим на этот масштаб. Например, силу давления газов на ползун в цилиндре откладываем на плане сил в виде отрезка длиной

 

Находим на плане неизвестные реакции, умножая измеренные на плане длины соответствующих векторов на масштаб плана сил:

(Н);

(Н).

 

Силовой расчет входного звена

 

Сила инерции и момент силы инерции звена 1 по известным формулам получаются равными нулю.

 

, так как ;

, так как .

Cчитаем звено 1 находящимся в равновесии. Приравниваем нулю сумму моментов всех сил и моментов сил, действующих на это звено: .

 

 

(Нм).

Приравниваем нулю векторную сумму всех сил, действующих на звено 1:

 

. .

В соответствии с уравнением в масштабе сил строим план сил, на котором находим реакцию во вращательной кинематической паре О:

(Н).

 

Проверка правильности выполнения силового расчета

По теореме Н.Е. Жуковского

 

Выполняем проверку силового расчета по теореме Н.Е. Жуковского. Для этого изображаем план скоростей шестизвенного механизма, повернутый на 90˚ против направления движения часовой стрелки. В соответствующие точки плана прилагаем все внешние силы и силы уравновешивающие. Повернутый план скоростей называется рычагом Жуковского. К рычагу прилагаются только силы. Моменты сил, действующие на звенья механизма, предварительно заменяются парами сил. Затем эти силы прилагаются к рычагу. Заменяем парами сил момент сил инерции шатуна 4, момент сил инерции шатуна 2 и уравновешивающий момент сил . Векторы этих сил показываем пунктирными линиями. Вычисляем силы и от моментов сил инерции звеньев 2 и 4:

 

;

 

Составляем условие равновесия рычага Жуковского. Сумма моментов всех сил, приложенных к рычагу относительно точки полюса, должна быть равна нулю: ∑М_Р=0.

 

Находим отсюда величину уравновешивающей силы:

 

 

 

Вычисляем уравновешивающий момент сил:

 

(Нм).

 

Ошибка силового расчета механизма составляет

 

%=3,59%