Лист 1.

Курсовой проект посвящен изучению поршневого двигателя.

Курсовой проект выполняется на 2-х листах.

Цели 1-го листа включают 2 задачи:

1) Динамический синтез машинного агрегата.

2) Динамический анализ машинного агрегата.

1- Динамический синтез машинного агрегата включает в себя определение постоянной составляющей приведенного момента инерции по заданному коэффициенту неравномерности вращения входного вала машины, который обеспечивает заданную неравномерность кривошипа, а также расчет момента инерции добавочной массы(Маховика)

2- Динамический анализ машинного агрегата включает в себя определение угловой скорости и углового ускорения звена приведения, с учетом уже определенной постоянной составляющей приведенного момента инерции.

Обе задачи решаются графическим методом с использованием метода Мерцалова. Расчеты выполняются в режиме установившегося движения за один оборот (цикл) звена приведения (кривошипа).

Первоначально строим 12 планов положений механизма в выбранном масштабе. За начало построения выбираем крайнее положение звена 3, соответствующее началу такта расширения.

Для каждого плана положений механизма строим план аналогов скоростей в выбранном масштабе.

По построенным планам аналогов скоростей определяем передаточные функции звеньев и аналоги скоростей.

Для выполнения динамического анализа выбираем динамическую модель машины, представляющую звено приведения(кривошип)., которое имеет такие же динамические характеристики М_п и I_п как и главный вал двигателя – кривошип 1.

В нашем случае динамической моделью и звеном приведения является кривошип 1.

Углубленно(необязательно):

Наиболее простой динамической моделью машинного агрегата может быть одномассовая модель, представленная на рис 2.2.

На рис изображено звено приведения(кривошип 1)

В качестве такой модели рассматривается условное вращающееся звено – звено приведения, которое имеет момент инерции I_П относительно оси вращения (приведённый момент инерции) и находится под действием момента сил М_П (приведённого момента сил). В свою очередь.

,

где - приведённый момент движущих сил;

- приведённый момент сил сопротивления.

Кроме того, ,

где - постоянная составляющая приведённого момента инерции;

- переменная составляющая приведённого момента инерции.

В величину входят собственный момент инерции кривошипа (), приведённые моменты инерции коробки, кардана и др. (), а также момент инерции добавочной массы (маховика), причём необходимость установки маховика определяется на основании заданной степени неравномерности движения звена приведения.

------ -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Для определения сначала находим значение силы во всех положениях, После чего из равенства мгновенных мощностей ________________________________________________________ ____ ( - р ассчитываем значения момента во всех положениях и строим график .

Для определения используем условие, что за цикл установившегося движения работа сил сопротивления равна работе движущих сил. Поэтому применяя численное интегрирование графика определяем работу движущих сил для всех 13 положений и строим график работы движущих сил.

Потом строим график работы сил сопротивления, соединяя прямой линией точки 1 и 13 графика работ движущих сил. Т. к. постоянен по величине – проводим его на графике моментов в виде прямой линии.

Далее определяем изменение кинетической энергии двигателя, равной разности работ движущих сил и работ сил сопротивления, изображенных на графиках работ и . Если принять масштаб изменения кинетической энергии равным масштабу изменения работ , то ординаты графика найдем как расстояние между графиками и . По значениям таких ординат строится график зависимости .

Далее строим график изменения переменной составляющей приведенного момента инерции .

Для его построения по формулам в записке просчитываем момент инерции, приведенный к звену приведения для всех звеньев, обладающих массой, в каждом положении. Затем суммируем посчитанные моменты инерции в каждом положении и получаем значения . Все полученные значения в каждом положении делим на масштабный коэффициент и получаем ординаты, по которым строим график .

Затем вычитаем из графика кинетическую энергию звеньев с переменным моментом инерции. и получаем график изменения кинетической энергии звеньев с постоянным приведенным моментом инерции .

К графику проводим 2 горизонтальные касательные и по расстоянию ab между ними определяем постоянную состовляющую приведенного момента инерции по формуле:

- заданный коэффициент неравномерности.

По вычесленной величине находим необходимую величину момента инерции добавочной массы(маховика) , устанавливаемой на вал кривошипа(звена 1).

Полученный график также является графиком угловой скорости . В исходных данных дана средняя угловая скорость. Изображаем среднюю угловую скорость на графике в виде горизонтальной прямой линии, проходящей посередине между касательными a и b. Тогда, чтоб найти угловую скорость в любом положении, нужно к средней угловой скорости прибавить (или отнять) расстояние от средней линии до точки графика . Прибавляем, если точка графика находится выше средней линии, отнимаем, если точка графика ниже средней линии.

Используя все выше найденные значения рассчитываем угловое ускорение .