Построение полярной диаграммы сил, действующих на шатунную шейку

Транспорт » Тепловой расчёт двигателя Д-120 и расчет эксплуатационных показателей трактора Т-30А » Построение полярной диаграммы сил, действующих на шатунную шейку

Для проведения теплового расчёта подшипника, решения вопросао месте подвода смазки, а также суждения о невозможности выдавливания смазки необходимо знать максимальное и среднее значение равнодействующей всех сил, нагружающих шейку, а также область наименьшей нагрузки. В дальнейшем для упрощения построений все силы нагружаюшие шейку коленчатого вала, приняты отнесёнными к одному квадратному сантиметру площади поршня.

Шатунную шейку нагружает сила Pt и центробежная сила инерция Pс = =0,725∙mш∙ω2∙r

Путём геометрического сложения эти силы приводятся к равнодействующей R.

Для определения максимального и среднего значения равнодействующей R необходимо построить диаграмму её изменения за цикл. Эта диаграмма строится в полярных координатах в следующей последовательности.

Радиусом равным длине шатуна описываем окружность с центром О˝. От центра О˝ по направлению вниз откладываем в масштабе отрезок О˝ - О, равный радиусу кривошипа. Из центра О́ произвольно радиусом описывается окружность, которая делится на 24 часа.

Через точки А,В,С, и Д из центра О́ проводятся лучи до пересечения их с окружностью, описанной из центра О˝. Точка О˝ соединяется с точками 1,2,3 и т.д. Нетрудно увидеть, что лучи О́1, О́2, и т.д. будут представлять положения оси цилиндра двигателя, вращающегося вокруг закреплённого коленчатого вала, а отрезки О˝1, О˝2 и т.д. положения шатуна.

В каждом из 24 положений откладываем от точки О˝ по направлению шатуна силу Pt. Силу предварительно для каждого положения определяют и наносят на диаграмму P1, откуда затем берут и с учётом направления наносят от точки О˝ по шатуну (к центру шейки или от центра). Соединив концы векторов Pt кривой, получают полярную диаграмму силы Pt. Для построения диаграммы R необходимо сложить силы Pt и Р́с.

Сила Р́с всегда направлена из центра по радиусу кривошипа и при данном числе оборотов постоянная по величине. Для сложения силы Р́с с силами Pt достаточно от точки О˝ по направлению вниз откладываем (в масштабе сил) силу Р́с, равную:

m׳ш масса шатуна, отнесённая к вращающимся частям, может быть принята равной 0,725 m׳ш = 0,7252,7 = 1,9575 кг

ωугловая скорость вращения коленчатого вала; ω=172,7 с-1

r радиус кривошипа в м; r=0,074 м

Fп площадь поршня в м2; Р́с=0,5 мН/мм2

Найденная таким образом точка О1 является полюсом диаграммы R. Полярная диаграмма позволяет определить величину и направление силы R, а также найти точку приложения этой силы на поверхности шатунной шейки

Система холостого хода
Система холостого хода (СХХ) обеспечивает работу двигателя без нагрузки на холостом ходу, например при остановке автомобиля. Чтобы перевести двигатель на холостой ход, дроссельную заслонку закрывают и этим уменьшают количество горючей смеси, которая поступает в цилиндры. При этом разрежение в диффу ...

Выбор и расчет основных параметров разрабатываемого бульдозера
Эксплуатационный вес определяется как сумма эксплуатационных весов базовой машины и бульдозерного оборудования: Gб = Gбм + Gбо = 18255 + 2980 =21235 кг. Сцепной вес бульдозера в рабочем состоянии: Gсц = 21235 ∙ 9,81 = 208315 Н. Номинальное тяговое усилие: Тнб = Gсц ∙ φопт = 208315 ...

Расчет числа испытательных стендов
В конце сборки пусковой двигатель подвергают обкатке и испытанию по установленному режиму. Количество обкаточных станков определяют по формуле [1]: (14) где Тс – трудоемкость обкаточных работ одного топливного насоса, чел-ч; Wг – годовая программа предприятия; C – коэффициент характеризующий качест ...