Структурный анализ механизма

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

 

Национальный аэрокосмический университет им Н.Е. Жуковского

 

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

 

Пояснительная записка к курсовому проекту

Дисциплина – «Теория машин и механизмов»

 

Харьков 2009

Введение

 

Среди рычажных механизмов различных типов одним из наиболее распространенных в технике являются кривошипно-ползунные механизмы (КПМ). Они используются в двигателях внутреннего сгорания (ДВС), компрессорах, насосах, ряде станков (например, прессах) и других машинах различного назначения, включая наземные и воздушные транспортные средства.

Поршневые ДВС служат для преобразования теплоты, выделяющейся при сгорании топлива в цилиндрах, в механическую работу. Механизмы одноцилиндровых ДВС имеют сравнительно небольшую мощность . Они применяются в основном в энергоустановках для привода в движение электрогенераторов, компрессоров, воздуходувных установок, в самоходных шасси, служат для перемещения грузов и т.д.

Одним из эффективных средств повышения мощности ДВС является увеличение числа их цилиндров. Поэтому многоцилиндровые ДВС широко распространены в современной технике. В авиации ДВС сейчас применяются в вертолетах, легких транспортных, спортивных и учебных самолетах.

 

 

Проектирование кривошипно-ползунного механизма ДВС

 

Определение линейных размеров звеньев механизма

 

Проектирование кинематической схемы кривошипно–ползунного механизма (КПМ) заключается в выборе в соответствии с заданными условиями и требованиями значений линейных размеров кривошипа и шатуна.

Определяем ход поршня:

 

,

 

где:  – диаметр поршня.

 

Запишем ход поршня через длину кривошипа:

 

 

Из отношения длины шатуна к радиусу кривошипа  определим длину шатуна:

 

 

В качестве начального звена в КПМ выбрано кривошип. Условие существования КПМ:

 

 

Структурный анализ механизма

 

Рисунок 1.2.1. Механизм ДВС – кривошипно-шатунный механизм

 

1.2.1. Определяем число подвижных звеньев:

1.2.2. Подсчет и классификация кинематических пар 5 и 4 класса:

1. (0–1) – НКП, вращательная, 5 класса;

2. (1–2) – НКП, вращательная, 5 класса;

3. (1–4) – НКП, вращательная, 5 класса;

4. (2–3) – НКП, вращательная, 5 класса;

5. (3–0) – НКП, поступательная, 5 класса;

6. (4–5) – НКП, вращательная, 5 класса;

7. (5–0) – НКП, поступательная, 5 класса.

Таким образом,

Определение степени подвижности:

 

 

Выделение основного механизма – основной механизм это первое звено и стойка с соединяющей их кинематической парой.

Рисунок 1.2.2. Основной механизм первого класса

 

Выделение 1-й в порядке наслоения группы Ассура – звено 2–3, 4–5.

 

Рисунок 1.2.3. Первая в порядке наслоения группа Ассура 2-го класса 2-го вида

 

Рисунок 1.2.4. Вторая в порядке наслоения группа Ассура 2-го класса 2-го вида

Определение класса механизма в целом. Механизм 2-го класса, так как в его состав входит структурная группа второго класса.