Леонов И.В., Тимофеев Г.А. - Использование системы mathcad в курсовом проектировании (1074007), страница 5
Текст из файла (страница 5)
( (ф ))2 у( ) ( ) х. ( ) Ускспеиил цснтРамасся "1хд.4.АУ Т 1х!'1 шатуна Силы инерции и моменты сил инерции Рис. 5 В рассматриваемом примере расчета двухцилиндрового четырехтакгного ДВС можно пренебречь силами твкести, так как их значения в сотни раз меньше снл инерции и газовых снл в циклах с!катил и расширения газов.
Наиболее простой алгоритм определения усилий в кинематических парах многоцнлиндровой машины получается при рассмотрении уравнений равновесия структурных групп, состоящих из звеньев 2-3 и 4-5 !поршня и шатуна рис, 4 и 5) в виде'суммы моментов от. носнтельно точки А. При сдвиге фаз рабочих процессов в цилиндрах 6 = 2 и, при расчете можно допустить, что в одном цилиндре с группой'звеньев 4-5 происходят процессы всасывания и выпуска газов, в которых силами давления газов на поршень можно пренебречь.
В то же самое время в другом цилиндре с группой звеньев 2 — 3 происходят процессы сжатия и расширения, в которых силы давления газов на поршень в сотни раз превышают значения газовых сил в циклах всасывания и выпуска газов ДВС, Часто подобные допущения можно сдела гь и в других поршневых машинах 1компрессорах и насосах), Таким образом, перед составлением программы расчета необходимо проведение анализа действующих в машине сил и исключения нз расчета пренебрежимо малых силовых факторов, изменение которых происходит в пределах точности расчета 13 — 5 %). 35 ° +Фз(ф!) Ь! а1л(42(Ф!)) !г ЖТК~Г проекции скш на ось Х: "рх с (с14х(ф1) '= «~2х(ф!) 023(Ф!) 01: 0,0.05..
2 х проекции снл на ось У; ' Ру "' ()14у(ф1) хл -Ф2у(ф1) — 041(ф1) !24!х(Ф!):= -(Я!4х(ф1)) ! 14!у(ф1) ал -(Я14у(ф1)) Й41(ф!):= !44!к(ф!) ° соз(ф1) + ()41у(ф!) Бга(ф1) "41(ф1) '= !)4!х(ф!) ' а!и(ф1) — ()41у(Ф!) ' соа(ф 1) хм,=с ( ) (Ф2~(ф!) ' 1АБ'аи!(42(ф1)) ™Ф2(ф!) — Ф2у(ф!) ' 1Лз' сеа(42(ф!))) 1.! сш 42 ф )) ф!.=0 005, 2.и ФЗ(ф!) 1-! Фи(02(ф!))~ 12(Ф!) 1! а!а(Ф2(ф!)) 6Л Проекции силы !121 иа оси Х и У: хр =с х Гх=с Я!2у(ф!) '= Фяу(41) !321(ф!) !)12х(ф1):= - »(ф ) - рз(ф ) — Фзх(41) ()2!х(ф1) = (1)12х(ф!)) ()21у(ф1) = (212у(ф1)) н21(ф!):= Я21х(ф 1) ' соз(ф 1) + ()21у(ф1) ' 3!п(ф1) Т21(ф!) = ()21х(ф1) ' Бш(ф1) ()21у(Ф1) соз(ф1) 36 Ниже приведен фрагмент программы расчета усилий в многоцилиндровой машине при допущениях, перечисленных в начале настоящего раздела: Ф2„(ф!) 1лз ' а!а(ф2(ф!)) + ЫФ2(ф!) Е «2у(ф !) ' 1ЛБ ' сеа(42(ф!)) + ° 005(ф!):= Ь Н Диаграмма изменения сил реакции зеркала цилиндра на поршни ыаз и Яц (см.
рисунки„приведенные выше в фрагменте программы) показана в функции безразмерного перемещения поршня ст верхней, или внешней, мертвой точки и может быть использована для расчета цилиндра и поршня на прочность и износостойкость, Для удобства дальнейших расчетов на прочность коленчатого вала Реакции Д!2 и Д!а межлУ шатУном и кРивошипом Разлоа!сены (см.
рис. 5) на тангенциальную (полезную) составляющую Т и радиальную составляющую й, не влияю!цую на крутящий момент. Изменение составляющих Т и й показаны в зависимости от угла поворота кривошипа ф!, Подобный прием рвало>кения сил удобен во всех поршневых машинах, так как облегчает проведение расчета на прочность и позволяет обосновать выбор угловых координат для выполнения отверстия в коленчатом валу 7, предназначенном для подвода смазки в кинематическую пару, Силовой расчет следует завершить проведением проверки. Для этого следует рассмотреть динамическое равновесие звена! (см.
рис. 5). Учитывая уравнение суммы моментов сил реакции Т со стороны двух цилинцров относительно центра вращения криво- 37 ем,=с Ь (ф>):= Т41(ф1) ' 1 > + Т>1(ф1) ° 11 + МФ> (ф >) + Исе Реке(ф 1): а(ф>) Рекс ° ютнсснгснснсс еш секс е % шипа, мы используем также силовые факторы (момент сил инерции звена ! и момент полезного сопротивления или момент стартера), определенные другими вычислительными методами по дру. гим динамическим моделям. Это позволяет нам вычислить возиикшу>о при расчете абсолютную ошибку >5 и относительную ошибку Оейа, которые при принятой методике расчета возникают при аппроксимации диаграмм сил и при использовании численных методов дифференцирования н интегрирования, Ниже приведен фрагмент программы: сил.
В поршневых машинах принято принимать за положительное направление сил направление от поршня к центру вращения кривошипа, т. е. положительное направление силы соответствует избыточному давлению в цилиндре. В приведенных в пособии расчетах и на картинах силового нагружения механизма (см. рнс. 5) можно увидеть только положительные направления сил, которые в отдельных положениях механизма могут не соответствовать физической картине негру>кения, Действительные направления сил могут отличаться, твк как оии будут определяться знаками численных данных расчетов сил.
Это естественные расхождения в направлениях сил при расчетах, выполненных численными методами на ЭВМ и графическими методами, Например, при использовании метода планов сил известные силы показываются не в положительном, а в действительном направлении. Следует помнить, что при расчете на ЭВМ разрабатывают алгоритм расчета и получают решение для цию>а работы машины. Графическое решение может быть использовано для проверки решения иа ЭВМ в отдельном положении механизма, например там, где возникла значительная ошибка, Относительная ошибка расчета зависит от угловой координаты звена 1, максимальное ее значение обычно соответствует мертвым точкам механизма нли другим, где аппроксимация сил н ускорений дает наиболее значительные ошибки. Волн относительная ошибка лежит в пределах 3...5 %, то можно считать полученное решение достоверным.
При более значительной относительной ошибке необходимо исправить алгоритм расчета или проверить исходные данные, взятые нз предыдущих расчетов на установившемся или неустановившемся режимах работы, Однако чем больше величина относительной ошибки, тем легче обычно ее найти и исправить. При поиске относительной ошибки следует обратить внимание на характер изменения ошибки по углу поворота, на алгоритм .сложения сил от разных цилиндров и на используемое правило 38 ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЗАЩИТЕ КУРСОВОЙ'РАБОТЫ К защите первого листа (Динамическая модель машины) !. С какой целью и какими методами были определены кинематические характеристики механизма а ходе выполнения первого листа7 Какие функции были при этом определены? 2. Расскажите об определении киноматических передаточных функций с помощью Маг!>САП Сна пРимеРе Вашега рычюкнога механизма).
Какие уравнения использованы для определения положений звеньев и точек7 3. Дайте анализ сил, действующих на звенья Вашего механизма. Какие нз этих сил являются движущими, а какие относятся к силам сапротивления7 Дайте необходимые пояснения. 4, Расскюкнтв а переходе ат реального механизма к его динамической модели, которая была использована при анализе движения механизма, Какие параметры характеризуют динамическую модель и от каких переменных они зависят7 5, Расскажите о приведенном суммарном моменте сил, приложенном к динамической модели.
Дайте характеристику всех составляющих суммарного приведенного момента в Вашем случае и приводите уравнения, которые были использованы Вами при расчетах. 6. Расска>кито о приведенном моменте инерции динамической модели и охарактеризуйте все ега составляющие в Вашем случае.
Приводите уравнения, которые были использованы Вами при расчете приведенного момента инерции. 7. Расскажите о режиме движения Вашего механизма. Какие условия необходимы для обеспечения заданного режима двюкения? Как они были обеспечены при выполнении расчетов7 8. Расска>!сите, какие условия необходимы для обеспечения установившегося режима движения? Как они были обеспечены Вами в ходе выполнения расчетов7 9. Расс!сванте о коэффициенте неравномерности движения механизма. Какие параметры машины оказывают влияние на коэффициент неравномерности движения? 10. Каковы основные причины, вызывающие изменение угловой скорости входного звена в установившемся режиме движения? Каким образом можно уменьшить колебания угловой скорости в установившемся режиме7 От каких параметров это зависит при заданных размерах звеньев механизма? ! 1, Как определялась продоллсительность кинематического цикла при установившемся режиме движения механизма7 12.
Расскажите, какие условия необходимы для обеспечения неустановившегося ронсима движения разгона? Как они были обеспечены Вами в ходе выполнения расчетов7 !3. Расскажите об определении угловой скорости и углового ускорения динамической модели в нсустановившемся режиме движения. 14. Как оценить влияние силы тяясести звеньев механизма на изменение угловой скорости входного звена7 !5. Объясните назначение и роль маховика при двиясвнии механизма. Ог каких переменных и постоянных параметров зависит необходимый ьюмент инерции маховика7 !6. Расскажите аб определении скоростей точек механизма при динамическом расчете, Покажите и проанализируйте соответствующие уравнения, использовапныо при определении аналогов скоростей.
Как определялись величины и направления угловых скоростей звеньев? 17. Расска>ките о способах проектирования механизма, использованных Вами прн работе над проектом. Расскажите аб особенностях рабочего процесса машины и свяжите их с диаграммой сил нлн давлений. 18. Расскажите об особенностях динамической модели машины. Укажите диаграммы, характеризующие ее параметры. Расскажите об особенностях определения параметров динамической модели машнньс и принципах, положенных в основу их определения, Укыките, как изменятся параметры динамической модели спроектированной машины при изменении средней скорости вращения вала вдвое и прн неизменности остальных параметров. Укажите, 40 41 чем определяется значение средней скорости вращения вала на установившемся режиме, 19.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
