Проектирование и исследование механизмов двухцилиндрового ДВС (стр. 5 из 7)
Модули ускорений:
; 
Определим угловые ускорения шатунов.
; 
.Угловое ускорение ε2 направлено вокруг полюса B в сторону ускорения
, если на точку смотреть с полюса B. Угловое ускорение ε4 направлено вокруг полюса D в сторону ускорения 
, если на точку смотреть с полюса D.2.3 Определение векторов сил инерции и главных моментов сил инерции звеньев
Звено 1 – вращается вокруг центра А.
; 
.Звено 2 – плоскопараллельное движение, центр масс – S2.
; 
.Звено 3 – поступательное движение.
; 
, так как ε3 = 0.Звено 4 – плоскопараллельное движение, центр масс – S4.
; 
.Звено 5 – поступательное движение.
; 
, так как ε5 = 0.Главные векторы сил инерции направлены противоположно ускорениям центров масс, главные моменты сил инерции направлены противоположно угловым ускорениям.
2.4 Силовой расчет диады 2-3
Изобразим диаду 2-3 в прежнем масштабе длин.
Покажем все силы, действующие на диаду, в точках их приложения:
- силу давления газов на поршень
;- силы тяжести
и 
;- силу реакции
, действующую со стороны стойки 6 на поршень 3, направленную перпендикулярно АС;- силу реакции в кинематической паре 2. В точке В неизвестную реакцию
, действующую со стороны кривошипа 1 на шатун 2, разложим на две составляющие – нормальную 
, направленную вдоль шатуна ВС, и касательную 
, перпендикулярную ВС.Приложим силы инерции:
- главные векторы сил инерции
и 
, направленные противоположно ускорениям 
и 
;- главный момент сил инерции
, направленный противоположно угловому ускорению ε2.Неизвестные:
; 
; 
.Найдем касательную составляющую
, для чего составим 1 уравнение – уравнение суммы моментов всех сил, действующих на диаду 2-3, относительно точки С: 
,отсюда:
Найдем нормальную составляющую
и реакцию со стороны стойки.Уравнение суммы векторов сил для диады 2-3:
В этом уравнении неизвестны величины сил
и 
. Строим векторный многоугольник сил.Выберем масштаб построения векторного многоугольника сил. Пусть наибольшей силе Рд3 = 23000 Н соответствует отрезок fg = 150 мм. Тогда масштаб построения многоугольника сил будет равен:
μF = Pд3/fg = 23000/150 = 153,3 Н/мм
Отрезки векторного многоугольника, соответствующие различным известным силам, будут равны:
ab = Fτ12/μF = 2693/153,3 = 17,6 мм
cd = ФS2/μF = 8355/153,3 = 54,5 мм
ef = ФS3/μF = 6912/153,3 = 45,1 мм
bc = G2/μF = 150/153,3 = 0,98 мм
de = G3/μF = 120/153,3 = 0,8 мм
fg = 150 мм
Построим векторный многоугольник сил для диады 2-3:
Из точки а откладываем отрезок ab в направлении силы
. От точки b откладываем отрезок bс в направлении силы тяжести 
. Практически он вырождается в точку. От точки с откладываем отрезок сd в направлении силы 
. От точки d откладываем отрезок dе в направлении силы тяжести 
. Практически он вырождается в точку (по условию допускается не учитывать). От точки е откладываем отрезок еf в направлении силы 
. От точки f откладываем отрезок fg в направлении силы 
. Из точки g проводим прямую, перпендикулярную направляющей стойки – направление . Из точки а проводим прямую, параллельную ВС – направление 
до пересечения с предыдущей прямой в точке к. В точке пересечения к векторный многоугольник замкнется.Находим направление неизвестных сил, для чего расставляем стрелки векторов
, так, чтобы все силы следовали одна за другой, т.е. многоугольник векторов сил замкнулся.Находим модули неизвестных сил:
Находим полную реакцию в шарнире B.
,поэтому соединим точку к с точкой b. Отрезок кb соответствует полной реакции
. Вычисляем: 
Найдем реакцию внутренней кинематической пары.
в точке C.Разделим диаду по внутренней кинематической паре по шарниру C. Реакцию в точке С представим в виде двух составляющих:
В точке С согласно закону равенства действия и противодействия имеем реакции:
; 
.Составим уравнение суммы всех сил, действующих на звено 2:
Из уравнения следует, что для определения реакции
необходимо на многоугольнике сил соединить точку d с точкой к и направить вектор 
в точку к.Найдем модуль силы
: 
Сила
, действующая на поршень, равна по величине и направлена ей противоположно.2.5 Силовой расчет диады 4-5
Изобразим диаду 4-5 в прежнем масштабе длин.
Покажем все силы, действующие на диаду, в точках их приложения:
- силу давления газов на поршень
;