Машиностроение \ Теория механизмов и машин

Методические указания к выполнению курсового проекта по курсу "Теория механизмов и машин", страница 66

4.1. Определение сил, действующих на звенья механизма, включая силы, возникающие при их движении.

а) Движущие силы

Движущейся силой называется сила, приводящая машину в движение. Определение конкретной величины силы возможно в том случае, если задана ее характеристика. Для двигателя внутреннего сгорания закон изменения газов в цилиндре задается индикаторной диаграммой – зависимостью

Рис. 4.1.

В двухтактном ДВС полный цикл работы заканчивается в течении одного оборота кривошипа. За первую половину оборота происходит первый такт, во время которого сгорает топливо, расширяются газы и в конце хода поршня выпускаются продукты сгорания и продувается цилиндр. При этом поршень движется вниз от верхней мертвой точки (в.м.т.) к нижней мертвой точке (н.м.т.), совершая полезную работу.

За вторую половину оборота кривошипа осуществляется второй такт, при этом поршень движется вверх от н.м.т. к в.м.т. В начале этого хода продолжается процесс продувки и зарядки цилиндра горючей смесью. Затем происходит сжатие горючей смеси. В верхнем положении сжатие заканчивается, и цикл завершается.

Избыточное давление на поршень, то есть разность давлений газа в рабочем пространстве цилиндра и атмосферного, действующего на открытую часть поршня, изменяется пропорционально ординате, отсчитываемой от атмосферной линии.

Сила, действующая на поршень, определяется по формуле

(4.1)

где - избыточное удельное давление ;

- площадь поршня .

Давление газов

(4.2)

б) Сила инерции

Как известно, силы инерции и момент сил инерции фиктивны и на рассматриваемую систему не действуют. Условно приложив их к системе, мы приводим последнюю в состояние мгновенного динамического равновесия.

Разделим все звенья, входящие в состав рассматриваемого механизма, на 4 группы и определим силы инерции и моменты сил инерции, которые нужно к ним приложить.

a) группа Ассура 0-1 – группа 1-го класса,1-го вида.

b) группа Ассура 2-3 – группа 2-го класса, 2-го вида.

c) группа Ассура 4-5 – группа 2-го класса, 3-го вида.

d) группа Ассура 6-7 – группа 2-го класса, 2-го вида.

Поршень В (звено 3) движется поступательно, и сила инерции определяется по формуле

(4.1)