kursach_4year_2002 (730230), страница 3
Текст из файла (страница 3)
,
где 
– масса поршневого комплекта, кг;
– масса шатуна, кг.
Значения масс деталей кривошипно-шатунного механизма принимаем из [1] (приложение 4):
Поршень: 
Шатун: 
Угловая скорость вращения коленчатого вала равна:
Определив силы 
и 
, строим сводный график сил, действующих на поршень.
2.3. Определение сил, действующих на шатунную шейку коленчатого вала
На шатунную шейку действуют две силы: сила 
, действующая по шатуну, и центробежная сила инерции 
.
Сила, действующая по шатуну, определяется по уравнению:
,
где 
– угол отклонения оси шатуна от оси цилиндра при повороте коленчатого вала на угол 
.
Центробежная сила инерции равна:
,
где 
;
– неуравновешенная часть коленчатого вала;
– масса шатуна.
Геометрическая сумма сил и образует результирующую силу 
, действующую на шатунную шейку.
Сила раскладывается на две составляющие:
-
сила
![]()
– радиальная, действующая по радиусу кривошипа:
-
сила
![]()
– тангенциальная, перпендикулярная радиусу кривошипа:
Результирующая сила подсчитывается по формуле:
Полученные значения всех сил при разных углах поворота коленчатого вала приведены в таблице 4:
Таблица 4
|
| Силы, Н | ||||||
|
|
|
|
|
|
|
| |
| 0 | 49.3 | -19732.9 | -19683.7 | 0.0 | -19683.7 | -11512.6 | 31196.3 |
| 30 | -78.8 | -15644.9 | -15723.7 | -11377.5 | -11587.4 | 25750.0 | |
| 60 | -78.8 | -5920.5 | -5999.3 | -6636.5 | -504.1 | 13727.5 | |
| 90 | -78.8 | 3945.9 | 3867.0 | 3867.1 | -2232.5 | 14278.7 | |
| 120 | -78.8 | 9866.0 | 9787.2 | 6125.6 | -8965.1 | 21374.3 | |
| 150 | -78.8 | 11698.0 | 11619.2 | 3212.0 | -11562.5 | 23297.6 | |
| 180 | -78.8 | 11839.7 | 11760.9 | 0.0 | -11760.9 | 23273.6 | |
| 210 | -13.8 | 11698.2 | 11684.4 | -3228.8 | -11627.5 | 23364.3 | |
| 240 | 230.5 | 9867.3 | 10097.8 | -6318.6 | -9250.3 | 21703.1 | |
| 270 | 893.6 | 3948.8 | 4842.3 | -4841.9 | -2796.4 | 15106.0 | |
| 300 | 3011.7 | -5916.7 | -2905.0 | 3213.7 | -243.3 | 12187.3 | |
| 330 | 12905.8 | -15642.1 | -2736.4 | 1980.6 | -2016.0 | 13672.9 | |
| 360 | 43544.7 | -19732.9 | 23811.8 | 0.0 | 23811.8 | 12299.2 | |
| 390 | 39889.7 | -15647.6 | 24242.1 | 17536.2 | 17869.3 | 18652.7 | |
| 420 | 12758.0 | -5924.3 | 6833.7 | 7559.2 | 575.9 | 13294.8 | |
| 450 | 6116.9 | 3942.9 | 10059.9 | 10061.2 | -5805.7 | 20028.8 | |
| 480 | 3869.8 | 9864.8 | 13734.5 | 8598.1 | -12580.1 | 25580.9 | |
| 510 | 3003.8 | 11697.8 | 14701.6 | 4065.7 | -14629.8 | 26456.7 | |
| 540 | 1409.3 | 11839.7 | 13249.0 | 0.0 | -13249.0 | 24761.7 | |
| 570 | 49.3 | 11698.4 | 11747.6 | -3245.0 | -11690.5 | 23428.9 | |
| 600 | 49.3 | 9868.6 | 9917.8 | -6204.6 | -9086.0 | 21512.8 | |
| 630 | 49.3 | 3951.7 | 4001.0 | -4000.2 | -2311.3 | 14391.0 | |
| 660 | 49.3 | -5912.9 | -5863.6 | 6487.0 | -489.6 | 13643.1 | |
| 690 | 49.3 | -15639.4 | -15590.2 | 11287.5 | -11483.5 | 25617.0 | |
На основании расчетов строим график сил 
.
2.4. Построение диаграммы тангенциальных сил
Под диаграммой сил , , 
построим суммарную диаграмму тангенциальных сил 
, действующих на шатунную шейку коленвала для каждого цилиндра, используя данные из табл. 4. Положительные значения силы откладываются вверх по оси абсцисс, а отрицательные – вниз.
Для двигателей с равномерным чередованием вспышек угол смещения графика тангенциальной силы относительно графика для первого цилиндра определяется по формуле:
,
где 
– число цилиндров двигателя;
– порядковый номер вспышки;
– интервал между вспышками.
Определив углы смещения для всех цилиндров и используя график тангенциальной силы для одного цилиндра, заполним таблицу 5:
Таблица 5
| Угол поворота коленвала
| Значения тангенциальных сил для соответствующих цилиндров, Н |
|
| |||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |||
| 0 | 0 | -4842 | 10061 | 0 | 3867 | 0 | 0 | -4000 | 5086,2 | 13 |
| 30 | -11378 | 3214 | 8598 | -3229 | 6126 | 17536 | -3245 | 6487 | 24109,3 | 61 |
| 60 | -6637 | 1981 | 4066 | -6319 | 3212 | 7559 | -6205 | 11288 | 8945,3 | 23 |
| 90 | 3867 | 0 | 0 | -4842 | 0 | 10061 | -4000 | 0 | 5086,2 | 13 |
| 120 | 6126 | 17536 | -3245 | 3214 | -3229 | 8598 | 6487 | -11378 | 24109,3 | 61 |
| 150 | 3212 | 7559 | -6205 | 1981 | -6319 | 4066 | 11288 | -6637 | 8945,3 | 23 |
| 180 | 0 | 10061 | -4000 | 0 | -4842 | 0 | 0 | 3867 | 5086,2 | 13 |
| 210 | -3229 | 8598 | 6487 | 17536 | 3214 | -3245 | -11378 | 6126 | 24109,3 | 61 |
| 240 | -6319 | 4066 | 11288 | 7559 | 1981 | -6205 | -6637 | 3212 | 8945,3 | 23 |
| 270 | -4842 | 0 | 0 | 10061 | 0 | -4000 | 3867 | 0 | 5086,2 | 13 |
| 300 | 3214 | -3245 | -11378 | 8598 | 17536 | 6487 | 6126 | -3229 | 24109,3 | 61 |
| 330 | 1981 | -6205 | -6637 | 4066 | 7559 | 11288 | 3212 | -6319 | 8945,3 | 23 |
| 360 | 0 | -4000 | 3867 | 0 | 10061 | 0 | 0 | -4842 | 5086,2 | 13 |
| 390 | 17536 | 6487 | 6126 | -3245 | 8598 | -11378 | -3229 | 3214 | 24109,3 | 61 |
| 420 | 7559 | 11288 | 3212 | -6205 | 4066 | -6637 | -6319 | 1981 | 8945,3 | 23 |
| 450 | 10061 | 0 | 0 | -4000 | 0 | 3867 | -4842 | 0 | 5086,2 | 13 |
| 480 | 8598 | -11378 | -3229 | 6487 | -3245 | 6126 | 3214 | 17536 | 24109,3 | 61 |
| 510 | 4066 | -6637 | -6319 | 11288 | -6205 | 3212 | 1981 | 7559 | 8945,3 | 23 |
| 540 | 0 | 3867 | -4842 | 0 | -4000 | 0 | 0 | 10061 | 5086,2 | 13 |
| 570 | -3245 | 6126 | 3214 | -11378 | 6487 | -3229 | 17536 | 8598 | 24109,3 | 61 |
| 600 | -6205 | 3212 | 1981 | -6637 | 11288 | -6319 | 7559 | 4066 | 8945,3 | 23 |
| 630 | -4000 | 0 | 0 | 3867 | 0 | -4842 | 10061 | 0 | 5086,2 | 13 |
| 660 | 6487 | -3229 | 17536 | 6126 | -11378 | 3214 | 8598 | -3245 | 24109,3 | 61 |
| 690 | 11288 | -6319 | 7559 | 3212 | -6637 | 1981 | 4066 | -6205 | 8945,3 | 23 |
После построения графика определяется среднее значение тангенциальной силы (средняя ордината диаграммы) по выражению:
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
