Кинетостатический силовой расчет плоского рычажного механизма V-образного ДВС Цель семинара: изучение кинетостатического силового расчета рычажного механизма V-образного двухцилиндрового ДВС методом планов сил Задачи семинара: 1. Определение числа неизвестных в задаче силового расчета 2. Определение сил веса, главных векторов и главных моментов сил инерции 3. Кинетостатический силовой расчет рычажного механизма • Метод планов сил (графо-аналитический) 4. Знакомство с примерами оформления данного раздела КР В. Б. Тарабарин «Семинары по курсу ТММ» -2010 МГИУ ИДО Далее…
Кинетостатический силовой расчет плоского рычажного механизма 5 3 F 2 S 4 C S 2 1. Построим кинематическую схему механизма в заданном положении. 4 B A 1 1 1 Постановка задачи: Дано: Кинематическая схема механизма, p 3 д, p 5 д, dп 1 = dп 2, 1. ________________ Определить: Fij, Mij ? l = … мм/м 2. Рассчитаем внешние силы, массы и моменты инерции звеньев механизма, по рекомендациям автомобильной промышленности. 2. 1. Силы давления в цилиндрах ДВС. Площадь поршня Сила давления в первом цилиндре Сила давления во втором цилиндре Назад… Далее… В. Б. Тарабарин «Семинары по курсу ТММ» -2010 МГИУ ИДО
Кинетостатический силовой расчет плоского рычажного механизма 2. 2. Рассчитаем внешние силы, силы тяжести звеньев, массы и моменты инерции звеньев механизма, по рекомендациям автомобильной промышленности. Массы поршней Массы шатунов Моменты инерции шатунов Силы тяжести звеньев где g – ускорение свободного падения (в КР рекомендуется принимать равным g 10 м/с2). Сила тяжести звена 1 определяется массой маховика и коленчатого вала. Она значительно больше сил тяжести шатунов и поршней. В ДВС силы тяжести звеньев значительно меньше сил давления и инерционных сил, поэтому в расчете этими силами часто пренебрегают. Назад… Далее… В. Б. Тарабарин «Семинары по курсу ТММ» -2010 МГИУ ИДО
Кинетостатический силовой расчет плоского рычажного механизма 5 F 5 д 3 F, S 5 2 G 5 S 4 S 2 B 1 G 3 1 G 2 A, S 1 1 G 1 3. Нанесем на расчетную схему механизма внешние силы и моменты. C, S 3 4 G 4 F 3 д 4. Проведем структурный анализ механизма, определим число связей в КП и число подвижностей, подсчитаем число неизвестных в силовом расчете. l = … мм/м M 1 c Назад… Далее… В. Б. Тарабарин «Семинары по курсу ТММ» -2010 МГИУ ИДО
Кинетостатический силовой расчет плоского рычажного механизма ε 4 5 F 5 д 3 М 4 Ф F, S 5 План ускорений F 3 д Ф 4 Ф 5 C, S 3 2 G 5 S 2 S 4 4 G 4 ε 2 B G 2 М 2 Ф A, S 1 1 1 G 3 1 G 1 l = … мм/м Ф 2 Ф 3 a = … мм/(м с-2) pa a. C a. B с´ a. S 2 a. CB at. CB an B S’ 2 M 1 c 5. Определим главные векторы и главные моменты сил инерции an. CB a. S 4 a. FB a. F b´ at. B S’ 4 an. FB f´ at. FB где a. Si – ускорение центра масс звена. где ISi – момент инерции звена относительно центра масс, I – угловое ускорение звена. 6. Нанесем главные векторы и главные моменты сил инерции на расчетную схему механизма Назад… В. Б. Тарабарин «Семинары по курсу ТММ» -2010 МГИУ ИДО Далее…
Кинетостатический силовой расчет плоского рычажного механизма Группа 4 -5. Ф 5 5 F 5 д F, S 5 F 50 M 50 7. Силовой расчет начнем с группы звеньев 4 -5. Заменим действие отсоединенных звеньев механизма реакциями. Реакцию во вращательной паре В 4 представим в виде двух составляющих: нормальной Fn 41, которая направлена по звену 4, и тангенциальной Ft 41, которая направлена перпендикулярно этому звену. М 4 Ф Ф 4 G 5 S 4 4 Ft 41 G 4 где B Fn Реакцию в поступательной паре Q представим в виде двух составляющих: нормальной F 50, которая направлена по нормали к оси пары и проходит через центр пары F, и момента M 50. 7. 1. 1. Звено 4. 41 - плечи соответствующих векторов относительно центра шарнира F. Определяются из кинематической схемы механизма по масштабу μl Из этого уравнения определяется одна неизвестная – величина Ft 41. Направление линии действия этой составляющей реакции известно – перпендикулярно к BF. Назад… В. Б. Тарабарин «Семинары по курсу ТММ» -2010 МГИУ ИДО Далее…
Кинетостатический силовой расчет плоского рычажного механизма 7. 1. 2. Группа звеньев 4 -5. Группа 4 -5. Ф 5 5 F 5 д F, S 5 F 50 M 50 М 4 Ф Ф 4 G 5 План сил для группы звеньев 4 -5. S 4 4 Ft 41 G 4 Назад… B Fn 41 В. Б. Тарабарин «Семинары по курсу ТММ» -2010 МГИУ ИДО Далее…
Кинетостатический силовой расчет плоского рычажного механизма 7. 1. 3. Звено 5. Ф 5 F 5 д 5 План сил для звена 5. F, S 5 F 50 M 50 G 5 F 54 Вектор реакции во вращательной паре F включает две неизвестных: величину F 54 и направление φ54. Назад… В. Б. Тарабарин «Семинары по курсу ТММ» -2010 МГИУ ИДО Далее…
Кинетостатический силовой расчет плоского рычажного механизма Примечание. Если силы в веревочном векторном многоугольнике для группы 4 -5 сгруппировать по звеньям, то для определения реакции F 54 можно не строить дополнительного плана сил, а использовать план сил для этой группы Звено 5. Ф 5 F 5 д 5 F, S 5 F 50 M 50 Назад… G 5 План сил для группы звеньев 4 -5. Определение силы F 54 В. Б. Тарабарин «Семинары по курсу ТММ» -2010 МГИУ ИДО Далее…
Кинетостатический силовой расчет плоского рычажного механизма Группа 2 -3. 3 2 F 3 д C, S 3 Ф 2 F 30 S 2 Fn 21 G 3 М 2 Ф B Ft 21 Ф 3 G 2 M 30 7. 2. Затем рассмотрим группу звеньев 2 -3. Заменим действие отсоединенных звеньев механизма реакциями. Реакцию во вращательной паре В 2 представим в виде двух составляющих: нормальной Fn 21, которая направлена по звену 2, и тангенциальной Ft 41, которая направлена перпендикулярно этому звену. Реакцию в поступательной паре D представим в виде двух составляющих: нормальной F 30, которая направлена по нормали к оси пары и проходит через центр пары F, и момента M 30. 7. 2. 1. Звено 2. где - плечи соответствующих векторов относительно центра шарнира C. Определяются из кинематической схемы механизма по масштабу μl Из этого уравнения определяется одна неизвестная – величина Ft 21. Направление линии действия этой составляющей реакции известно – перпендикулярно к BC. Назад… В. Б. Тарабарин «Семинары по курсу ТММ» -2010 МГИУ ИДО Далее…
Кинетостатический силовой расчет плоского рычажного механизма 7. 2. 2. Группа звеньев 2 -3. Группа 2 -3. 3 2 F 3 д C, S 3 Ф 2 F 30 S 2 Fn 21 G 3 М 2 Ф B Ft Ф 3 План сил для группы звеньев 2 -3. M 30 G 2 21 Назад… В. Б. Тарабарин «Семинары по курсу ТММ» -2010 МГИУ ИДО Далее…
Кинетостатический силовой расчет плоского рычажного механизма 7. 2. 3. Звено 3. 3 F 3 д Ф 3 Вектор реакции во вращательной паре F включает две неизвестных: величину F 32 и направление φ32. C, S 3 F 32 F 30 G 3 M 30 План сил для звена 3. Назад… В. Б. Тарабарин «Семинары по курсу ТММ» -2010 МГИУ ИДО Далее…
Кинетостатический силовой расчет плоского рычажного механизма Звено 3. 3 F 3 д Ф 3 Примечание. Если силы в веревочном векторном многоугольнике для группы 2 -3 сгруппировать по звеньям, то для определения реакции F 32 можно не строить дополнительного плана сил, а использовать план сил для группы C, S 3 F 32 F 30 G 3 M 30 План сил для группы звеньев 2 -3. Назад… В. Б. Тарабарин «Семинары по курсу ТММ» -2010 МГИУ ИДО Далее…
Кинетостатический силовой расчет плоского рычажного механизма Звено 1. F 14 F 12 B где 1 A, S 1 F 12 G 1 l = … мм/м 1 1 M 1 c - плечи векторов F 12 и F 14 относительно центра шарнира A. Определяются из кинематической схемы механизма по масштабу μl Из этого уравнения определяется (уравновешивающий) момент сопротивления во вращательной паре А - М 1 с. План сил для звена 1. Назад… В. Б. Тарабарин «Семинары по курсу ТММ» -2010 МГИУ ИДО Далее…
Кинетостатический силовой расчет плоского рычажного механизма Полученные результаты сводятся в таблицу. Число величин, отражаемых в этой таблице, должно соответствовать числу неизвестных, рассчитанному на этапе структурного анализа. Кин. пара Звенья - A 1 -0 F H φº угловой градус M B 2 1 -2 B 4 1 -4 C 2 -3 D 3 -0 F 4 -5 Q 5 -0 H·м Примечание. Нулевое значение какой либо из составляющих не является основанием для ее исключения из результатов расчета. Далее… Назад… В. Б. Тарабарин «Семинары по курсу ТММ» -2010 МГИУ ИДО
Пример оформления листа курсовой работы «Кинематический и силовой расчет рычажного механизма V-образного ДВС» Назад… В. Б. Тарабарин «Семинары по курсу ТММ» -2010 МГИУ ИДО Далее…
Кинетостатический силовой расчет механизма Литература: 1. Теория механизмов и машин, ТММ-11, Методические рекомендации, Сафронов А. А. , 2001 2. Структурное, кинематическое и кинетостатическое исследование плоских рычажных механизмов графоаналитическими способами, А 10 -148, Петровский В. В. 3. Теория механизмов и механика машин: Учеб. пособие / О. О. Барышникова, И. В. Леонов, В. А. Никаноров и др. ; под ред. Г. А. Тимофеева. – М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002. – 96 с. ; ил 4. Тарабарин В. Б. Методические указания к выполнению домашних заданий по курсу ОПМ (ТММ) – М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 1999. – 44 с. ; ил Программа силового расчета на Math. CAD Назад… В. Б. Тарабарин «Семинары по курсу ТММ» -2010 МГИУ ИДО Далее…
Скачать презентацию Кинетостатический силовой расчет плоского рычажного механизма V-образного ДВС
Seminar 3 GrafSilMechDVC-6zven 11.03.13.ppt