Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма
Силовой анализ:
Масса поршня Mп=0.397 кг;
Масса шатуна Mш=1.422 кг;
Масса кривошипа Mк' =3.35 кг;
Диаметр цилиндра D=78мм;
Радиус кривошипа R=41 мм;
Длина шатуна L=164 мм;
Расстояние от центра поршневой головки до центра масс шатуна
Lшп=131.35 мм;
Расстояние от центра шейки до центра масс кривошипа ρ =18.57 мм;
Площадь поршня:
= =0.004778 м2. (4.1)
Приведенная масса поршня:
=0.678 кг. (4.2)
Приведенная масса кривошипа:
=2.658 кг. (4.3)
а – инерционные и газовые силы; б – суммарные силы. Рисунок 4.1 – Схема сил в кривошипно-шатунном механизме |
Сила давления газов на поршень:
. (4.4)
Сила инерции поршня первого порядка:
. (4.5)
Сила инерции поршня второго порядка:
. (4.6)
Сила инерции поршня порядка:
. (4.7)
Суммарная сила, действующая на поршень:
. (4.8)
Угол наклона шатуна:
. (4.9)
Нормальная составляющая силы, действующей на поршень:\
. (4.10)
Продольная составляющая силы, действующей на поршень:
. (4.11)
Радиальная сила кривошипа:
|
|
. (4.12)
Тангенциальная сила кривошипа:
. (4.13)
Сила инерции кривошипа:
. (4.14)
Результаты расчетов заносим в таблицу 4.1.
Таблица 4.1– Результаты расчётов
j | q | Fг | F j1 | F j2 | F j | Fj | b | Fn | Fs | Fr | Ft | ||
градусы | МПа | кН | кН | кН | кН | кН | градусы | кН | кН | кН | кН | ||
0 | 0,100 | 0,000 | -7,625 | -1,906 | -9,531 | -9,531 | 0,00 | 0,00 | -9,53 | -9,53 | 0,00 | ||
10 | 0,089 | -0,053 | -7,509 | -1,791 | -9,301 | -9,353 | 2,49 | -0,41 | -9,36 | -9,14 | -2,02 | ||
20 | 0,086 | -0,069 | -7,165 | -1,460 | -8,626 | -8,695 | 4,91 | -0,75 | -8,73 | -7,92 | -3,67 | ||
30 | 0,085 | -0,072 | -6,604 | -0,953 | -7,557 | -7,628 | 7,18 | -0,96 | -7,69 | -6,13 | -4,65 | ||
40 | 0,085 | -0,072 | -5,841 | -0,331 | -6,172 | -6,244 | 9,25 | -1,02 | -6,33 | -4,13 | -4,79 | ||
50 | 0,085 | -0,072 | -4,901 | 0,331 | -4,570 | -4,642 | 11,04 | -0,91 | -4,73 | -2,29 | -4,14 | ||
60 | 0,085 | -0,072 | -3,813 | 0,953 | -2,859 | -2,931 | 12,50 | -0,65 | -3,00 | -0,90 | -2,86 | ||
70 | 0,085 | -0,072 | -2,608 | 1,460 | -1,148 | -1,219 | 13,59 | -0,29 | -1,25 | -0,14 | -1,25 | ||
80 | 0,085 | -0,072 | -1,324 | 1,791 | 0,467 | 0,395 | 14,25 | 0,10 | 0,41 | -0,03 | 0,41 | ||
90 | 0,085 | -0,072 | 0,000 | 1,906 | 1,906 | 1,834 | 14,48 | 0,47 | 1,89 | -0,47 | 1,83 | ||
100 | 0,085 | -0,072 | 1,324 | 1,791 | 3,115 | 3,044 | 14,25 | 0,77 | 3,14 | -1,29 | 2,86 | ||
110 | 0,085 | -0,072 | 2,608 | 1,460 | 4,068 | 3,996 | 13,59 | 0,97 | 4,11 | -2,27 | 3,43 | ||
120 | 0,085 | -0,072
| 3,813 | 0,953 | 4,766 | 4,694 | 12,50 | 1,04 | 4,81 | -3,25 | 3,54 | ||
130 | 0,085 | -0,072 | 4,901 | 0,331 | 5,232 | 5,161 | 11,04 | 1,01 | 5,26 | -4,09 | 3,31 | ||
140 | 0,085 | -0,072 | 5,841 | -0,331 | 5,510 | 5,438 | 9,25 | 0,89 | 5,51 | -4,74 | 2,82 | ||
150 | 0,085 | -0,072 | 6,604 | -0,953 | 5,650 | 5,579 | 7,18 | 0,70 | 5,62 | -5,18 | 2,18 | ||
160 | 0,085 | -0,072 | 7,165 | -1,460 | 5,705 | 5,633 | 4,91 | 0,48 | 5,65 | -5,46 | 1,47 | ||
170 | 0,085 | -0,072 | 7,509 | -1,791 | 5,718 | 5,646 | 2,49 | 0,25 | 5,65 | -5,60 | 0,74 | ||
180 | 0,085 | -0,072 | 7,625 | -1,906 | 5,719 | 5,647 | 0,00 | 0,00 | 5,65 | -5,65 | 0,00 | ||
190 | 0,086 | -0,069 | 7,509 | -1,791 | 5,718 | 5,649 | -2,49 | -0,25 | 5,65 | -5,61 | -0,74 | ||
200 | 0,087 | -0,060 | 7,165 | -1,460 | 5,705 | 5,645 | -4,91 | -0,48 | 5,67 | -5,47 | -1,48 | ||
210 | 0,091 | -0,044 | 6,604 | -0,953 | 5,650 | 5,606 | -7,18 | -0,71 | 5,65 | -5,21 | -2,19 | ||
220 | 0,096 | -0,020 | 5,841 | -0,331 | 5,510 | 5,490 | -9,25 | -0,89 | 5,56 | -4,78 | -2,84 | ||
230 | 0,103 | 0,014 | 4,901 | 0,331 | 5,232 | 5,246 | -11,04 | -1,02 | 5,34 | -4,16 | -3,36 | ||
240 | 0,113 | 0,061 | 3,813 | 0,953 | 4,766 | 4,826 | -12,50 | -1,07 | 4,94 | -3,34 | -3,64 | ||
250 | 0,126 | 0,125 | 2,608 | 1,460 | 4,068 | 4,194 | -13,59 | -1,01 | 4,31 | -2,39 | -3,59 | ||
260 | 0,145 | 0,215 | 1,324 | 1,791 | 3,115 | 3,331 | -14,25 | -0,85 | 3,44 | -1,41 | -3,13 | ||
270 | 0,171 | 0,342 | 0,000 | 1,906 | 1,906 | 2,248 | -14,48 | -0,58 | 2,32 | -0,58 | -2,25 | ||
280 | 0,209 | 0,523 | -1,324 | 1,791 | 0,467 | 0,990 | -14,25 | -0,25 | 1,02 | -0,08 | -1,02 | ||
290 | 0,266 | 0,791 | -2,608 | 1,460 | -1,148 | -0,357 | -13,59 | 0,09 | -0,37 | -0,04 | 0,36 | ||
300 | 0,351 | 1,200 | -3,813 | 0,953
| -2,859 | -1,660 | -12,50 | 0,37 | -1,70 | -0,51 | 1,62 | ||
310 | 0,486 | 1,845 | -4,901 | 0,331 | -4,570 | -2,726 | -11,04 | 0,53 | -2,78 | -1,34 | 2,43 | ||
320 | 0,706 | 2,895 | -5,841 | -0,331 | -6,172 | -3,278 | -9,25 | 0,53 | -3,32 | -2,17 | 2,52 | ||
330 | 1,067 | 4,619 | -6,604 | -0,953 | -7,557 | -2,938 | -7,18 | 0,37 | -2,96 | -2,36 | 1,79 |
Продолжение таблицы 4.1
340 | 1,624 | 7,280 | -7,165 | -1,460 | -8,626 | -1,345 | -4,91 | 0,12 | -1,35 | -1,22 | 0,57 | ||
350 | 2,293 | 10,479 | -7,509 | -1,791 | -9,301 | 1,178 | -2,49 | -0,05 | 1,18 | 1,15 | -0,26 | ||
360 | 3,165 | 14,647 | -7,625 | -1,906 | -9,531 | 5,115 | 0,00 | 0,00 | 5,12 | 5,12 | 0,00 | ||
370 | 9,555 | 45,180 | -7,509 | -1,791 | -9,301 | 35,879 | 2,49 | 1,56 | 35,91 | 35,06 | 7,77 | ||
380 | 6,977 | 32,859 | -7,165 | -1,460 | -8,626 | 24,234 | 4,91 | 2,08 | 24,32 | 22,06 | 10,24 | ||
390 | 4,758 | 22,256 | -6,604 | -0,953 | -7,557 | 14,700 | 7,18 | 1,85 | 14,82 | 11,80 | 8,95 | ||
400 | 3,266 | 15,129 | -5,841 | -0,331 | -6,172 | 8,957 | 9,25 | 1,46 | 9,08 | 5,92 | 6,87 | ||
410 | 2,325 | 10,633 | -4,901 | 0,331 | -4,570 | 6,062 | 11,04 | 1,18 | 6,18 | 2,99 | 5,40 | ||
420 | 1,729 | 7,783 | -3,813 | 0,953 | -2,859 | 4,923 | 12,50 | 1,09 | 5,04 | 1,52 | 4,81 | ||
430 | 1,341 | 5,928 | -2,608 | 1,460 | -1,148 | 4,780 | 13,59 | 1,16 | 4,92 | 0,55 | 4,89 | ||
440 | 1,080 | 4,683 | -1,324 | 1,791 | 0,467 | 5,150 | 14,25 | 1,31 | 5,31 | -0,39 | 5,30 | ||
450 | 0,900 | 3,823 | 0,000 | 1,906 | 1,906 | 5,729 | 14,48 | 1,48 | 5,92 | -1,48 | 5,73 | ||
460 | 0,773 | 3,214 | 1,324 | 1,791 | 3,115 | 6,329 | 14,25 | 1,61 | 6,53 | -2,68 | 5,95 | ||
470 | 0,681 | 2,775 | 2,608 | 1,460 | 4,068 | 6,844 | 13,59 | 1,65 | 7,04 | -3,89 | 5,87 | ||
480 | 0,614
| 2,455 | 3,813 | 0,953 | 4,766 | 7,221 | 12,50 | 1,60 | 7,40 | -5,00 | 5,45 | ||
490 | 0,565 | 2,221 | 4,901 | 0,331 | 5,232 | 7,454 | 11,04 | 1,45 | 7,59 | -5,91 | 4,78 | ||
500 | 0,504 | 1,930 | 5,841 | -0,331 | 5,510 | 7,441 | 9,25 | 1,21 | 7,54 | -6,48 | 3,85 | ||
510 | 0,504 | 1,931 | 6,604 | -0,953 | 5,650 | 7,582 | 7,18 | 0,96 | 7,64 | -7,04 | 2,96 | ||
520 | 0,487 | 1,851 | 7,165 | -1,460 | 5,705 | 7,556 | 4,91 | 0,65 | 7,58 | -7,32 | 1,98 | ||
530 | 0,450 | 1,672 | 7,509 | -1,791 | 5,718 | 7,390 | 2,49 | 0,32 | 7,40 | -7,33 | 0,97 | ||
540 | 0,287 | 0,895 | 7,625 | -1,906 | 5,719 | 6,614 | 0,00 | 0,00 | 6,61 | -6,61 | 0,00 | ||
550 | 0,160 | 0,287 | 7,509 | -1,791 | 5,718 | 6,005 | -2,49 | -0,26 | 6,01 | -5,96 | -0,79 | ||
560 | 0,105 | 0,024 | 7,165 | -1,460 | 5,705 | 5,729 | -4,91 | -0,49 | 5,75 | -5,55 | -1,50 | ||
570 | 0,100 | 0,000 | 6,604 | -0,953 | 5,650 | 5,650 | -7,18 | -0,71 | 5,70 | -5,25 | -2,21 | ||
580 | 0,100 | 0,000 | 5,841 | -0,331 | 5,510 | 5,510 | -9,25 | -0,90 | 5,58 | -4,80 | -2,85 | ||
590 | 0,100 | 0,000 | 4,901 | 0,331 | 5,232 | 5,232 | -11,04 | -1,02 | 5,33 | -4,15 | -3,35 | ||
600 | 0,100 | 0,000 | 3,813 | 0,953 | 4,766 | 4,766 | -12,50 | -1,06 | 4,88 | -3,30 | -3,60 | ||
610 | 0,100 | 0,000 | 2,608 | 1,460 | 4,068 | 4,068 | -13,59 | -0,98 | 4,19 | -2,32 | -3,49 | ||
620 | 0,100 | 0,000 | 1,324 | 1,791 | 3,115 | 3,115 | -14,25 | -0,79 | 3,21 | -1,32 | -2,93 | ||
630 | 0,100 | 0,000 | 0,000 | 1,906 | 1,906 | 1,906 | -14,48 | -0,49 | 1,97 | -0,49 | -1,91 | ||
640 | 0,100 | 0,000 | -1,324 | 1,791 | 0,467 | 0,467 | -14,25 | -0,12 | 0,48 | -0,04 | -0,48 | ||
650 | 0,100 | 0,000 | -2,608 | 1,460 | -1,148 | -1,148 | -13,59 | 0,28 | -1,18 | -0,13 | 1,17 | ||
660 | 0,100 | 0,000 | -3,813 | 0,953 | -2,859 | -2,859 | -12,50 | 0,63 | -2,93 | -0,88 | 2,79 | ||
670 | 0,100 | 0,000 | -4,901 | 0,331 | -4,570 | -4,570 | -11,04 | 0,89 | -4,66 | -2,25 | 4,07 | ||
680 | 0,100 | 0,000 | -5,841 | -0,331 | -6,172 | -6,172 | -9,25 | 1,00 | -6,25 | -4,08 | 4,74 | ||
690 | 0,100 | 0,000 | -6,604 | -0,953 | -7,557 | -7,557 | -7,18 | 0,95 | -7,62 | -6,07 | 4,60 | ||
700 | 0,100 | 0,000 | -7,165 | -1,460 | -8,626 | -8,626 | -4,91 | 0,74 | -8,66 | -7,85 | 3,65 | ||
710 | 0,100 | 0,000 | -7,509 | -1,791 | -9,301 | -9,301 | -2,49 | 0,40 | -9,31 | -9,09 | 2,01 | ||
720 | 0,100 | 0,000 | -7,625 | -1,906 | -9,531 | -9,531 | 0,00 | 0,00 | -9,53 | -9,53 | 0,00 |
а – силы, действующие на поршень; б – нормальная и продольная силы; в – радиальная и тангенциальная силы. Рисунок 4.2 – Графики динамического расчета двигателя. |
Крутящий момент двигателя
Крутящий момент цилиндра:
, (5.1)
Таблица 5.1 – Результаты крутящего момента двигателя
j | Цилиндры | Т S | |||||||
1-ый | 2-й | 4-й | 3-й | ||||||
j | T1 | j | Т2 | j | Т3 | j | Т4 | ||
градусы | градусы | Нм | градусы | Нм | градусы | Нм | градусы | Нм | Нм |
0 | 0 | 0,0 | 180 | 0,0 | 360 | 0,0 | 540 | 0,0 | 0,0 |
10 | 10 | -83,0 | 190 | -30,3 | 370 | 318,4 | 550 | -32,2 | 172,9 |
20 | 20 | -150,7 | 200 | -60,5 | 380 | 420,0 | 560 | -61,4 | 147,4 |
30 | 30 | -190,5 | 210 | -89,8 | 390 | 367,1 | 570 | -90,6 | -3,8 |
40 | 40 | -196,5 | 220 | -116,6 | 400 | 281,9 | 580 | -117,0 | -148,3 |
50 | 50 | -169,7 | 230 | -137,8 | 410 | 221,6 | 590 | -137,4 | -223,3 |
60 | 60 | -117,4 | 240 | -149,4 | 420 | 197,2 | 600 | -147,5 | -217,2 |
70 | 70 | -51,1 | 250 | -147,4 | 430 | 200,4 | 610 | -143,0 | -141,0 |
80 | 80 | 16,7 | 260 | -128,5 | 440 | 217,3 | 620 | -120,2 | -14,7 |
90 | 90 | 75,2 | 270 | -92,2 | 450 | 234,9 | 630 | -78,2 | 139,8 |
100 | 100 | 117,4 | 280 | -41,8 | 460 | 244,1 | 640 | -19,7 | 300,0 |
110 | 110 | 140,4 | 290 | 14,9 | 470 | 240,5 | 650 | 48,1 | 444,0 |
120 | 120 | 145,3 | 300 | 66,5 | 480 | 223,6 | 660 | 114,5 | 549,9 |
130 | 130 | 135,5 | 310 | 99,6 | 490 | 195,8 | 670 | 167,0 | 598,0 |
140 | 140 | 115,5 | 320 | 103,1 | 500 | 158,0 | 680 | 194,2 | 570,9 |
150 | 150 | 89,4 | 330 | 73,4 | 510 | 121,5 | 690 | 188,7 | 473,0 |
160 | 160 | 60,4 | 340 | 23,3 | 520 | 81,0 | 700 | 149,5 | 314,1 |
170 | 170 | 30,3 | 350 | -10,5 | 530 | 39,6 | 710 | 82,5 | 142,0 |
180 | 180 | 0,0 | 360 | 0,0 | 540 | 0,0 | 720 | 0,0 | 0,0 |
По данным таблицы получить значения:
Максимальный крутящий момент, Tmax=598 Нм;
Минимальный крутящий момент, Tmin=-223,3 Нм;
Среднее значение крутящего момента, Tср =172,4 Нм;
Коэффициент неравномерности крутящего момента:
=4,8. (5.2)
Эффективный крутящий момент:
=147,9 Н*м. (5.3)
Найденное значение сравнивается с эффективным крутящим моментом внешней скоростной характеристики двигателя при номинальной частоте вращения коленчатого вала:
=17%. (5.4)
Избыточная работа крутящего момента, Lизб=356,6 Дж;
Коэффициент неравномерности хода, δ=0.01.
Необходимый момент инерции движущихся масс:
=0,1301 кг*м2. (5.5)
Рисунок 5.1 – График крутящего момента |
Силы, действующие на шейки коленчатого вала
Рисунок 6.1 – Силы, действующие на: а – шатунную шейку вала; б – колено вала |
Сила, действующая на шатунную шейку в системе координат, связанной с шейкой:
. (6.1)
Проекция этой силы на горизонтальную ось:
. (6.2)
Проекция этой силы на вертикальную ось:
. (6.3)
Порядок работы цилиндров 1-3-4-2.
Проекции силы, действующей на 1(5) коренную шейку Fк(1)x и Fк(1)y:
, (6.4)
. (6.5)
Проекции силы, действующей на 2(4) коренную шейку Fк(2)x и Fк(2)y:
, (6.6)
. (6.7)
Проекции силы, действующей на 3 коренную шейку Fк(3)x и Fк(3)y:
, (6.8)
. (6.9)
Среднее значение силы, действующей на 3 коренную шейку F(3)ср:
. (6.10)
Угловая скорость коленчатого вала, ω=524 об/мин;
Масса противовеса, m= 1,2217 кг;
Радиус установки противовеса, r= 47,9 мм.
Параметры противовеса:
=0,0585 (6.11)
Дисбаланс:
=0,0585. (6.12)
Результаты расчетов записываем в таблицу 6.1.
Таблица 6.1 - Результаты расчётов действующих сил
j | Fшx | Fшy | Fш | Fк(1)x | Fк(1)y | Fк(1) | Fк(2)x | Fк(2)y | Fк(2) | Fк(3)x | Fк(3)y | Fк(3) |
градусы | кН | кН | кН | кН | кН | кН | кН | кН | кН | кН | кН | кН |
0 | 0,00 | 39,41 | 39,41 | 0,00 | 19,70 | 19,70 | 0,00 | 1,94 | 1,94 | 0,00 | -36,01 | 36,01 |
10 | -2,02 | 39,02 | 39,07 | -1,01 | 19,51 | 19,53 | -0,64 | 1,77 | 1,88 | 0,76 | -35,66 | 35,67 |
20 | -3,67 | 37,79 | 37,97 | -1,84 | 18,90 | 18,98 | -1,10 | 1,22 | 1,64 | 1,49 | -35,39 | 35,42 |
30 | -4,65 | 36,00 | 36,30 | -2,32 | 18,00 | 18,15 | -1,23 | 0,46 | 1,31 | 2,20 | -35,11 | 35,17 |
40 | -4,79 | 34,01 | 34,34 | -2,40 | 17,00 | 17,17 | -0,97 | -0,33 | 1,03 | 2,85 | -34,67 | 34,78 |
50 | -4,14 | 32,17 | 32,43 | -2,07 | 16,08 | 16,22 | -0,39 | -0,93 | 1,01 | 3,36 | -34,03 | 34,19 |
60 | -2,86 | 30,78 | 30,91 | -1,43 | 15,39 | 15,46 | 0,39 | -1,22 | 1,28 | 3,62 | -33,20 | 33,39 |
70 | -1,25 | 30,02 | 30,04 | -0,62 | 15,01 | 15,02 | 1,17 | -1,12 | 1,62 | 3,54 | -32,23 | 32,42 |
80 | 0,41 | 29,91 | 29,91 | 0,20 | 14,95 | 14,95 | 1,77 | -0,69 | 1,90 | 3,03 | -31,24 | 31,39 |
90 | 1,83 | 30,35 | 30,41 | 0,92 | 15,17 | 15,20 | 2,04 | -0,05 | 2,04 | 2,08 | -30,41 | 30,48 |
100 | 2,86 | 31,17 | 31,30 | 1,43 | 15,58 | 15,65 | 1,94 | 0,61 | 2,03 | 0,75 | -29,93 | 29,94 |
110 | 3,43 | 32,15 | 32,33 | 1,71 | 16,08 | 16,17 | 1,53 | 1,12 | 1,89 | -0,77 | -29,96 | 29,97 |
120 | 3,54 | 33,12 | 33,31 | 1,77 | 16,56 | 16,66 | 0,96 | 1,37 | 1,67 | -2,21 | -30,57 | 30,65 |
130 | 3,31 | 33,96 | 34,13 | 1,65 | 16,98 | 17,06 | 0,44 | 1,37 | 1,44 | -3,25 | -31,68 | 31,84 |
140 | 2,82 | 34,61 | 34,73 | 1,41 | 17,31 | 17,36 | 0,15 | 1,28 | 1,29 | -3,63 | -33,00 | 33,20 |
150 | 2,18 | 35,06 | 35,13 | 1,09 | 17,53 | 17,56 | 0,20 | 1,41 | 1,43 | -3,20 | -34,09 | 34,24 |
160 | 1,47 | 35,34 | 35,37 | 0,74 | 17,67 | 17,68 | 0,45 | 2,12 | 2,16 | -2,11 | -34,41 | 34,48 |
170 | 0,74 | 35,48 | 35,49 | 0,37 | 17,74 | 17,74 | 0,50 | 3,38 | 3,41 | -0,88 | -33,84 | 33,86 |
180 | 0,00 | 35,52 | 35,52 | 0,00 | 17,76 | 17,76 | 0,00 | 5,38 | 5,38 | 0,00 | -32,08 | 32,08 |
190 | -0,74 | 35,48 | 35,49 | -0,37 | 17,74 | 17,74 | -4,25 | 20,33 | 20,77 | -2,87 | -16,91 | 17,16 |
Продолжение таблицы 6.1
200 | -1,48 | 35,35 | 35,38 | -0,74 | 17,67 | 17,69 | -5,86 | 13,77 | 14,96 | -3,28 | -22,80 | 23,04 |
210 | -2,19 | 35,08 | 35,15 | -1,10 | 17,54 | 17,58 | -5,57 | 8,51 | 10,17 | -2,15 | -27,04 | 27,12 |
220 | -2,84 | 34,66 | 34,77 | -1,42 | 17,33 | 17,39 | -4,86 | 5,35 | 7,23 | -1,04 | -28,98 | 29,00 |
230 | -3,36 | 34,03 | 34,20 | -1,68 | 17,02 | 17,10 | -4,38 | 3,57 | 5,65 | -0,63 | -29,53 | 29,53 |
240 | -3,64 | 33,22 | 33,42 | -1,82 | 16,61 | 16,71 | -4,23 | 2,43 | 4,87 | -0,97 | -29,57 | 29,59 |
250 | -3,59 | 32,26 | 32,46 | -1,80 | 16,13 | 16,23 | -4,24 | 1,47 | 4,49 | -1,82 | -29,67 | 29,73 |
260 | -3,13 | 31,29 | 31,44 | -1,57 | 15,64 | 15,72 | -4,22 | 0,51 | 4,25 | -2,85 | -30,09 | 30,22 |
270 | -2,25 | 30,46 | 30,54 | -1,12 | 15,23 | 15,27 | -3,99 | -0,45 | 4,01 | -3,78 | -30,85 | 31,08 |
280 | -1,02 | 29,95 | 29,97 | -0,51 | 14,98 | 14,98 | -3,49 | -1,30 | 3,72 | -4,41 | -31,86 | 32,17 |
290 | 0,36 | 29,92 | 29,92 | 0,18 | 14,96 | 14,96 | -2,75 | -1,93 | 3,36 | -4,65 | -32,96 | 33,29 |
300 | 1,62 | 30,39 | 30,43 | 0,81 | 15,19 | 15,22 | -1,92 | -2,24 | 2,95 | -4,50 | -34,00 | 34,30 |
310 | 2,43 | 31,22 | 31,32 | 1,21 | 15,61 | 15,66 | -1,17 | -2,28 | 2,56 | -4,04 | -34,87 | 35,11 |
320 | 2,52 | 32,04 | 32,14 | 1,26 | 16,02 | 16,07 | -0,67 | -2,16 | 2,26 | -3,34 | -35,48 | 35,64 |
330 | 1,79 | 32,24 | 32,29 | 0,89 | 16,12 | 16,14 | -0,59 | -2,34 | 2,41 | -2,57 | -35,99 | 36,08 |
340 | 0,57 | 31,10 | 31,11 | 0,28 | 15,55 | 15,55 | -0,70 | -3,05 | 3,13 | -1,72 | -36,27 | 36,31 |
350 | -0,26 | 28,72 | 28,73 | -0,13 | 14,36 | 14,36 | -0,61 | -4,24 | 4,29 | -0,85 | -36,34 | 36,35 |
360 | 0,00 | 24,76 | 24,76 | 0,00 | 12,38 | 12,38 | 0,00 | -5,86 | 5,86 | 0,00 | -36,01 | 36,01 |
370 | 7,77 | -5,19 | 9,34 | 3,88 | -2,59 | 4,67 | 4,28 | -20,51 | 20,95 | 0,76 | -35,66 | 35,67 |
380 | 10,24 | 7,82 | 12,88 | 5,12 | 3,91 | 6,44 | 5,87 | -13,81 | 15,00 | 1,49 | -35,39 | 35,42 |
390 | 8,95 | 18,07 | 20,17 | 4,48 | 9,04 | 10,08 | 5,58 | -8,53 | 10,19 | 2,20 | -35,11 | 35,17 |
400 | 6,87 | 23,95 | 24,92 | 3,44 | 11,98 | 12,46 | 4,86 | -5,36 | 7,24 | 2,85 | -34,67 | 34,78 |
410 | 5,40 | 26,89 | 27,42 | 2,70 | 13,44 | 13,71 | 4,38 | -3,57 | 5,65 | 3,36 | -34,03 | 34,19 |
420 | 4,81 | 28,36 | 28,77 | 2,40 | 14,18 | 14,38 | 4,20 | -2,41 | 4,84 | 3,62 | -33,20 | 33,39 |
430 | 4,89 | 29,33 | 29,73 | 2,44 | 14,66 | 14,87 | 4,19 | -1,43 | 4,43 | 3,54 | -32,23 | 32,42 |
440 | 5,30 | 30,27 | 30,73 | 2,65 | 15,14 | 15,37 | 4,11 | -0,46 | 4,14 | 3,03 | -31,24 | 31,39 |
450 | 5,73 | 31,36 | 31,87 | 2,86 | 15,68 | 15,94 | 3,82 | 0,49 | 3,85 | 2,08 | -30,41 | 30,48 |
460 | 5,95 | 32,56 | 33,10 | 2,98 | 16,28 | 16,55 | 3,22 | 1,32 | 3,48 | 0,75 | -29,93 | 29,94 |
470 | 5,87 | 33,77 | 34,28 | 2,93 | 16,89 | 17,14 | 2,35 | 1,88 | 3,01 | -0,77 | -29,96 | 29,97 |
480 | 5,45 | 34,87 | 35,30 | 2,73 | 17,44 | 17,65 | 1,33 | 2,06 | 2,45 | -2,21 | -30,57 | 30,65 |
490 | 4,78 | 35,78 | 36,10 | 2,39 | 17,89 | 18,05 | 0,35 | 1,83 | 1,86 | -3,25 | -31,68 | 31,84 |
500 | 3,85 | 36,35 | 36,56 | 1,93 | 18,18 | 18,28 | -0,44 | 1,20 | 1,28 | -3,63 | -33,00 | 33,20 |
510 | 2,96 | 36,92 | 37,04 | 1,48 | 18,46 | 18,52 | -0,82 | 0,49 | 0,95 | -3,20 | -34,09 | 34,24 |
520 | 1,98 | 37,20 | 37,25 | 0,99 | 18,60 | 18,63 | -0,84 | -0,26 | 0,88 | -2,11 | -34,41 | 34,48 |
530 | 0,97 | 37,21 | 37,22 | 0,48 | 18,61 | 18,61 | -0,52 | -0,88 | 1,02 | -0,88 | -33,84 | 33,86 |
540 | 0,00 | 36,49 | 36,49 | 0,00 | 18,25 | 18,25 | 0,00 | -1,46 | 1,46 | 0,00 | -32,08 | 32,08 |
550 | -0,79 | 35,83 | 35,84 | -0,39 | 17,92 | 17,92 | 0,62 | -1,59 | 1,71 | -2,87 | -16,91 | 17,16 |
560 | -1,50 | 35,43 | 35,46 | -0,75 | 17,71 | 17,73 | 1,09 | -1,18 | 1,61 | -3,28 | -22,80 | 23,04 |
570 | -2,21 | 35,13 | 35,19 | -1,10 | 17,56 | 17,60 | 1,22 | -0,44 | 1,30 | -2,15 | -27,04 | 27,12 |
580 | -2,85 | 34,67 | 34,79 | -1,43 | 17,34 | 17,40 | 0,97 | 0,33 | 1,02 | -1,04 | -28,98 | 29,00 |
590 | -3,35 | 34,02 | 34,19 | -1,68 | 17,01 | 17,09 | 0,39 | 0,93 | 1,01 | -0,63 | -29,53 | 29,53 |
600 | -3,60 | 33,17 | 33,37 | -1,80 | 16,59 | 16,68 | -0,37 | 1,20 | 1,25 | -0,97 | -29,57 | 29,59 |
610 | -3,49 | 32,19 | 32,38 | -1,74 | 16,10 | 16,19 | -1,12 | 1,09 | 1,56 | -1,82 | -29,67 | 29,73 |
620 | -2,93 | 31,20 | 31,33 | -1,47 | 15,60 | 15,67 | -1,67 | 0,65 | 1,79 | -2,85 | -30,09 | 30,22 |
630 | -1,91 | 30,37 | 30,43 | -0,95 | 15,18 | 15,21 | -1,87 | 0,01 | 1,87 | -3,78 | -30,85 | 31,08 |
640 | -0,48 | 29,91 | 29,92 | -0,24 | 14,96 | 14,96 | -1,67 | -0,63 | 1,79 | -4,41 | -31,86 | 32,17 |
650 | 1,17 | 30,01 | 30,03 | 0,59 | 15,00 | 15,02 | -1,13 | -1,07 | 1,55 | -4,65 | -32,96 | 33,29 |
660 | 2,79 | 30,76 | 30,88 | 1,40 | 15,38 | 15,44 | -0,38 | -1,18 | 1,24 | -4,50 | -34,00 | 34,30 |
670 | 4,07 | 32,13 | 32,39 | 2,04 | 16,07 | 16,19 | 0,38 | -0,92 | 0,99 | -4,04 | -34,87 | 35,11 |
680 | 4,74 | 33,96 | 34,29 | 2,37 | 16,98 | 17,14 | 0,96 | -0,33 | 1,01 | -3,34 | -35,48 | 35,64 |
690 | 4,60 | 35,94 | 36,24 | 2,30 | 17,97 | 18,12 | 1,21 | 0,44 | 1,29 | -2,57 | -35,99 | 36,08 |
700 | 3,65 | 37,73 | 37,90 | 1,82 | 18,86 | 18,95 | 1,09 | 1,20 | 1,62 | -1,72 | -36,27 | 36,31 |
Продолжение таблицы 6.1
710 | 2,01 | 38,97 | 39,02 | 1,01 | 19,48 | 19,51 | 0,64 | 1,74 | 1,86 | -0,85 | -36,34 | 36,35 |
720 | 0,00 | 39,41 | 39,41 | 0,00 | 19,70 | 19,70 | 0,00 | 1,94 | 1,94 | 0,00 | -36,01 | 36,01 |
Параметры, которые устанавливаются на 1, 3 и 5 коренные шейки коленчатого вала определяются методом последовательных приближений.
Среднее значение силы, действующей на 3 коренную шейку, F(3)ср =32,08 Н Дисбаланс, mxr = 0,0585 кг м, что соответствует требуемому.
Рисунок 6.1 – Сила, действующая на шатунную шейку в системе координат, связанной с шейкой |
а – сила, действующая на 1(5) коренную шейку; б – сила, действующая на 2(4) коренную шейку; в – сила, действующая на 3 коренную шейку. Рисунок 6.2 – Полярная диаграмма сил, действующих на коренные шейки. |
7. Набегающие моменты
Набегающий крутящий момент, действующий на 1 коренную шейку коленчатоuо вала, Tк1 =0 нМ;
Набегающий крутящий момент, действующий на 2 коренную шейку коленчатого вала Tк2:
, (7.1)
Набегающий крутящий момент, действующий на 3 коренную шейку коленчатого вала Tк3:
, (7.2)
Набегающий крутящий момент, действующий на 4 коренную шейку коленчатого вала Tк4:
, (7.3)
Набегающий крутящий момент, действующий на 5 коренную шейку коленчатого вала Tк5:
, (7.4)
. (7.5)
Результаты расчетов записаны в таблицу 7.1
Таблица – 7.1 Результаты расчётов набегающих моментов
j | T1 | Т2 | Т3 | Т4 | Т S | Tк2 | Tк3 | Tк4 | Tк5 |
градусы | Нм | Нм | Нм | Нм | Нм | Нм | Нм | Нм | Нм |
0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 |
10 | -83,0 | -30,3 | -32,2 | 318,4 | 172,9 | -83,0 | -113,3 | -145,5 | 172,9 |
20 | -150,7 | -60,5 | -61,4 | 420,0 | 147,4 | -150,7 | -211,2 | -272,6 | 147,4 |
30 | -190,5 | -89,8 | -90,6 | 367,1 | -3,8 | -190,5 | -280,4 | -370,9 | -3,8 |
40 | -196,5 | -116,6 | -117,0 | 281,9 | -148,3 | -196,5 | -313,1 | -430,1 | -148,3 |
50 | -169,7 | -137,8 | -137,4 | 221,6 | -223,3 | -169,7 | -307,5 | -444,9 | -223,3 |
60 | -117,4 | -149,4 | -147,5 | 197,2 | -217,2 | -117,4 | -266,8 | -414,4 | -217,2 |
70 | -51,1 | -147,4 | -143,0 | 200,4 | -141,0 | -51,1 | -198,5 | -341,4 | -141,0 |
80 | 16,7 | -128,5 | -120,2 | 217,3 | -14,7 | 16,7 | -111,8 | -231,9 | -14,7 |
90 | 75,2 | -92,2 | -78,2 | 234,9 | 139,8 | 75,2 | -16,9 | -95,1 | 139,8 |
100 | 117,4 | -41,8 | -19,7 | 244,1 | 300,0 | 117,4 | 75,6 | 55,9 | 300,0 |
110 | 140,4 | 14,9 | 48,1 | 240,5 | 444,0 | 140,4 | 155,4 | 203,5 | 444,0 |
120 | 145,3 | 66,5 | 114,5 | 223,6 | 549,9 | 145,3 | 211,8 | 326,3 | 549,9 |
130 | 135,5 | 99,6 | 167,0 | 195,8 | 598,0 | 135,5 | 235,2 | 402,2 | 598,0 |
140 | 115,5 | 103,1 | 194,2 | 158,0 | 570,9 | 115,5 | 218,7 | 412,9 | 570,9 |
150 | 89,4 | 73,4 | 188,7 | 121,5 | 473,0 | 89,4 | 162,8 | 351,5 | 473,0 |
160 | 60,4 | 23,3 | 149,5 | 81,0 | 314,1 | 60,4 | 83,7 | 233,2 | 314,1 |
170 | 30,3 | -10,5 | 82,5 | 39,6 | 142,0 | 30,3 | 19,8 | 102,4 | 142,0 |
180 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 |
190 | -30,3 | 318,4 | -83,0 | -32,2 | 172,9 | -30,3 | 288,1 | 205,1 | 172,9 |
200 | -60,5 | 420,0 | -150,7 | -61,4 | 147,4 | -60,5 | 359,5 | 208,8 | 147,4 |
Продолжение таблицы 7.1
210 | -89,8 | 367,1 | -190,5 | -90,6 | -3,8 | -89,8 | 277,3 | 86,7 | -3,8 |
220 | -116,6 | 281,9 | -196,5 | -117,0 | -148,3 | -116,6 | 165,3 | -31,2 | -148,3 |
230 | -137,8 | 221,6 | -169,7 | -137,4 | -223,3 | -137,8 | 83,8 | -85,9 | -223,3 |
240 | -149,4 | 197,2 | -117,4 | -147,5 | -217,2 | -149,4 | 47,8 | -69,6 | -217,2 |
250 | -147,4 | 200,4 | -51,1 | -143,0 | -141,0 | -147,4 | 53,0 | 1,9 | -141,0 |
260 | -128,5 | 217,3 | 16,7 | -120,2 | -14,7 | -128,5 | 88,8 | 105,5 | -14,7 |
270 | -92,2 | 234,9 | 75,2 | -78,2 | 139,8 | -92,2 | 142,7 | 217,9 | 139,8 |
280 | -41,8 | 244,1 | 117,4 | -19,7 | 300,0 | -41,8 | 202,3 | 319,7 | 300,0 |
290 | 14,9 | 240,5 | 140,4 | 48,1 | 444,0 | 14,9 | 255,4 | 395,8 | 444,0 |
300 | 66,5 | 223,6 | 145,3 | 114,5 | 549,9 | 66,5 | 290,1 | 435,4 | 549,9 |
310 | 99,6 | 195,8 | 135,5 | 167,0 | 598,0 | 99,6 | 295,4 | 430,9 | 598,0 |
320 | 103,1 | 158,0 | 115,5 | 194,2 | 570,9 | 103,1 | 261,2 | 376,7 | 570,9 |
330 | 73,4 | 121,5 | 89,4 | 188,7 | 473,0 | 73,4 | 194,9 | 284,3 | 473,0 |
340 | 23,3 | 81,0 | 60,4 | 149,5 | 314,1 | 23,3 | 104,3 | 164,7 | 314,1 |
350 | -10,5 | 39,6 | 30,3 | 82,5 | 142,0 | -10,5 | 29,2 | 59,5 | 142,0 |
360 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 |
370 | 318,4 | -32,2 | -30,3 | -83,0 | 172,9 | 318,4 | 286,2 | 255,9 | 172,9 |
380 | 420,0 | -61,4 | -60,5 | -150,7 | 147,4 | 420,0 | 358,6 | 298,1 | 147,4 |
390 | 367,1 | -90,6 | -89,8 | -190,5 | -3,8 | 367,1 | 276,5 | 186,7 | -3,8 |
400 | 281,9 | -117,0 | -116,6 | -196,5 | -148,3 | 281,9 | 164,8 | 48,2 | -148,3 |
410 | 221,6 | -137,4 | -137,8 | -169,7 | -223,3 | 221,6 | 84,2 | -53,6 | -223,3 |
420 | 197,2 | -147,5 | -149,4 | -117,4 | -217,2 | 197,2 | 49,6 | -99,8 | -217,2 |
430 | 200,4 | -143,0 | -147,4 | -51,1 | -141,0 | 200,4 | 57,4 | -89,9 | -141,0 |
440 | 217,3 | -120,2 | -128,5 | 16,7 | -14,7 | 217,3 | 97,1 | -31,3 | -14,7 |
450 | 234,9 | -78,2 | -92,2 | 75,2 | 139,8 | 234,9 | 156,7 | 64,6 | 139,8 |
460 | 244,1 | -19,7 | -41,8 | 117,4 | 300,0 | 244,1 | 224,4 | 182,6 | 300,0 |
470 | 240,5 | 48,1 | 14,9 | 140,4 | 444,0 | 240,5 | 288,6 | 303,5 | 444,0 |
480 | 223,6 | 114,5 | 66,5 | 145,3 | 549,9 | 223,6 | 338,1 | 404,6 | 549,9 |
490 | 195,8 | 167,0 | 99,6 | 135,5 | 598,0 | 195,8 | 362,8 | 462,4 | 598,0 |
500 | 158,0 | 194,2 | 103,1 | 115,5 | 570,9 | 158,0 | 352,3 | 455,4 | 570,9 |
510 | 121,5 | 188,7 | 73,4 | 89,4 | 473,0 | 121,5 | 310,2 | 383,6 | 473,0 |
520 | 81,0 | 149,5 | 23,3 | 60,4 | 314,1 | 81,0 | 230,5 | 253,8 | 314,1 |
530 | 39,6 | 82,5 | -10,5 | 30,3 | 142,0 | 39,6 | 122,2 | 111,7 | 142,0 |
540 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 |
550 | -32,2 | -83,0 | 318,4 | -30,3 | 172,9 | -32,2 | -115,2 | 203,2 | 172,9 |
560 | -61,4 | -150,7 | 420,0 | -60,5 | 147,4 | -61,4 | -212,1 | 207,9 | 147,4 |
570 | -90,6 | -190,5 | 367,1 | -89,8 | -3,8 | -90,6 | -281,1 | 86,0 | -3,8 |
580 | -117,0 | -196,5 | 281,9 | -116,6 | -148,3 | -117,0 | -313,5 | -31,7 | -148,3 |
590 | -137,4 | -169,7 | 221,6 | -137,8 | -223,3 | -137,4 | -307,1 | -85,5 | -223,3 |
600 | -147,5 | -117,4 | 197,2 | -149,4 | -217,2 | -147,5 | -265,0 | -67,8 | -217,2 |
610 | -143,0 | -51,1 | 200,4 | -147,4 | -141,0 | -143,0 | -194,1 | 6,3 | -141,0 |
620 | -120,2 | 16,7 | 217,3 | -128,5 | -14,7 | -120,2 | -103,5 | 113,8 | -14,7 |
630 | -78,2 | 75,2 | 234,9 | -92,2 | 139,8 | -78,2 | -2,9 | 231,9 | 139,8 |
640 | -19,7 | 117,4 | 244,1 | -41,8 | 300,0 | -19,7 | 97,7 | 341,8 | 300,0 |
650 | 48,1 | 140,4 | 240,5 | 14,9 | 444,0 | 48,1 | 188,5 | 429,0 | 444,0 |
660 | 114,5 | 145,3 | 223,6 | 66,5 | 549,9 | 114,5 | 259,9 | 483,4 | 549,9 |
670 | 167,0 | 135,5 | 195,8 | 99,6 | 598,0 | 167,0 | 302,6 | 498,4 | 598,0 |
680 | 194,2 | 115,5 | 158,0 | 103,1 | 570,9 | 194,2 | 309,7 | 467,8 | 570,9 |
690 | 188,7 | 89,4 | 121,5 | 73,4 | 473,0 | 188,7 | 278,1 | 399,6 | 473,0 |
700 | 149,5 | 60,4 | 81,0 | 23,3 | 314,1 | 149,5 | 209,8 | 290,8 | 314,1 |
710 | 82,5 | 30,3 | 39,6 | -10,5 | 142,0 | 82,5 | 112,8 | 152,5 | 142,0 |
Продолжение таблицы 7.1
720 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 |
Рисунок13 – Графики набегающих моментов на: а – вторую коренную шейку коленчатого вала; б – третью коренную шейку коленчатого вала; в – четвертую коренную шейку коленчатого вала; г – пятую коренную шейку коленчатого вала. |
Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 125; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!