Структурный анализ, проектирование, кинематический и силовой расчет кривошипно-ползунного механизма двигателя внутреннего сгорания

Содержание

Введение        4

1 Техническое задание на проектирование.        6

2 Структурный анализ механизма        8

2.1 Описание механизма        8

2.2 Степень подвижности механизма        9

2.3 Структурные группы механизма        9

3 Проектирование рычажного механизма        12

3.1 Определение размеров кривошипа и шатунов        12

3.2 Построение кинематической схемы механизма Кинематическая схема при заданном положении ведущего звена φ1 =30°        12

3.3 Построение планов скоростей и ускорений        13

3.3.1 Построение плана скоростей        13

3.3.2 Построение плана ускорений        15

4 Силовой расчет        19

4.1 Определение внешних сил, масс и моментов инерции звеньев механизма, по рекомендациям автомобильной промышленности.        19

4.2 Кинетостатический силовой расчет механизма        21

4.2.1 Группа звеньев 2-3        21

4.2.2 Группа звеньев 4-5        22

5 Кинематическое и силовое исследование многозвенного зубчатого механизма        25

Заключение        35

Список использованных источников        36

Введение

Целью курсового проекта является структурный анализ, проектирование, кинематический и силовой расчет кривошипно-ползунного механизма двигателя внутреннего сгорания с V-образным расположением цилиндров.

Для выполнения поставленной цели необходимо выполнить следующие этапы работы:

1. По структурному анализу

– описать механизм,

– определить степень подвижности,

– выяснить структурные группы.

2. По проектированию

– по заданному ходу поршня Н и параметру λ определить размеры кривошипа и шатунов,

– по рекомендациям, применяемым в автотракторной промышленности, определить вес поршней, шатунов, моменты инерции шатунов относительно центров масс,

– вычертить в масштабе кинематическую схему механизма для положения кривошипа, заданного углом поворота, отсчитываемого от осевой линии первого(левого) цилиндра в сторону вращения кривошипа.

3. По кинематическому расчету

– построить планы скоростей для положений механизма, заданного углом,

– определить скорости центров масс поршней и шатунов,

– определить величины и направления угловых скоростей шатунов,

– построить планы ускорений для положения механизма, заданного углом,

– определить ускорения центров масс поршней и шатунов,

– определить величины и направления угловых ускорений шатунов,

4. По силовому расчету

– определить силы, действующие со стороны газов на поршни,

– для положения кривошипа, заданного углом, определить силы инерции и моменты от сил инерции,

– определить кинетостатическим способом реакции в кинематических парах,

– определить уравновешивающую силу для заданного положения механизма.

1 Техническое задание на проектирование.

[pic 1]

Рисунок 1.1 - Кинематическая схема механизма ДВС.

При изображении кинематической схемы используется такой вид на механизм, при котором направление вращения кривошипа будет положительным (против часовой стрелки)

Описание механизма ДВС.

Кинематическая схема механизма ДВС представлена на рисунке 1.1. На схеме обозначено: 1 - кривошип (коленчатый вал), 2, 4 - шатуны, 3, 5 - поршни (3 - поршень первого цилиндра, 5- поршень второго цилиндра), 0 - неподвижное звено механизма (стойка). Стрелкой показано направление угловой скорости ω1.

Точки S2, S4 - центры масс шатунов. Длины шатунов одинаковы, т.е. lAB = lAC. В первом цилиндре - рабочий ход, в втором цилиндре - выпуск, Р5 =0. При силовом расчете вес звеньев G2 = G4 = G3 = G5=0 (не учитывать).