3. Динамика машинного агрегата

Задачами раздела являются:

1. Динамический синтез машинного агрегата с рычажным механизмом по заданному коэффициенту неравномерности δ и определение постоянной части проведенного момента инерции и момента инерции маховика .

2. Динамический анализ движения звена с определением действительной угловой скорости ω и углового ускорения ε внутри цикла установившегося движения. Основным наиболее энергоемким является двигатель внутреннего сгорания.

3.1 Структурный анализ рычажного механизма

Кривошипно-ползунный механизм двигателя предназначен для преобразования поступательного движения поршня во вращательное движение механизма на рабочем ходе расширения или преобразования вращательного движения кривошипа в возвратно-поступательное движение поршня на холостом ходе сжатия и выхлопа.

Структурная схема механизма приведена на рис. 3.1

Рис. 3.1

Звенья:

1 – кривошип,

2 – шатун,

3 – ползун,

4 – стойка.

Число подвижных звеньев .

Кинематические пары:

А(1,2) – вращательная, 5 класса,

В(2,3) – вращательная, 5 класса,

С(3,4) – поступательная, 5 класса,

О(4,1) – вращательная, 5 класса.

Число кинематических пар 5 класса - .

Число кинематических пар 4 класса - .

Так как механизм плоский, то W находим по формуле Чебышева.

. Так как то механизм определенного движения с одной обобщенной координатой .

Разложение механизма на структурные группы:

Группа Асура

2 класса

2 вида

2 порядка

Механизм 1 класса

Класс всего механизма 2-й

Формула строения: I (4,1) I I (2,3)

3.2. Определение размеров и параметров рычажного механизма

Входные параметры и условия синтеза:

- ход поршня м;

- максимальный угол давления шатуна ;

- частота вращения кривошипа об/мин;

Выходные параметры синтеза:

- размеры механизма ;

Основным условие синтеза является обеспечение заданного хода поршня H м. Т.к. ход Н – это расстояние между крайними положениями поршня, покажем на рисунке 3.3 два крайних положения механизма и в которых кривошип ОА и шатун ОВ располагаются на одной прямой.

Из рисунка 3.3 видно, что ход Н – это расстояние между и . . Отсюда – длина кривошипа .

Максимальный угол давления будет в положении, когда . Из (рисунок 3.4) Отсюда - длина шатуна м.

l=0 (l-смещение оси ползуна), т.к. механизм на рисунке 3.4 – центральный. По заданным частоте вращения определим среднюю угловую скорость кривошипа рад/с.

Начальная обобщённая координата дальнего крайнего левого положения на рисунке 3.3.

Массово-инерционные параметры механизма:

- массы ;

- шатуна кг, где q – масса одного погонного метра длины, кг/м.

- массы кривошипа кг;

- поршня кг;

- положения центров масс:

- шатуна м;

- кривошипа ;

- поршня ;

- осевые моменты инерции:

- шатуна кг·м²;

- кривошипа кг·м²;

Результаты расчета сводим в таблицу 3.1.

Таблица 3.1.

Наименование и обозначение параметров	Размеры, м.				Угловая скорость .		Масса ,кг			Осевые моменты инерции
Численное значение	0.055	0.26	0	0,086	-251.33	0	8.892	2.34	1.872	0.013	0.028