Проектирование и исследование динамической нагруженности двухтактного двигателя внутреннего сгорания бензомоторной пилы

Министерство  Образования республики Беларусь 

Белорусский Национальный Технический Университет 

Кафедра: «Теория механизмов и машин» 
 
 
 
 

Проектирование  и исследование динамической нагруженности двухтактного двигателя внутреннего сгорания бензомоторной пилы 
 
 
 

КУРСОВОЙ  ПРОЕКТ

(пояснительная  записка) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Разработал                                                                                     Жуковский С.Л.

Группа                                                                                                            101329

Проверил                                                                                           Николаев В.А. 
 
 
 

2011

Содержание 

 

1. Описание  работы механизма  и исходные данные для проектирования.

Бензомоторная пила с двухтактным  двигателем внутреннего  сгорания.

    Рабочий орган (пильная цепь) бензомоторной  пилы приводиться в движение от одноцилиндрового двухтактного двигателя внутреннего  сгорания через муфту сцепления  и планетарный редуктор. Кинематическая схема привода представлена на рисунке 1а. Рычажный  механизм двигателя  внутреннего сгорания представляет собой кривошипно-ползунный механизм, состоящий из кривошипа, шатуна и  поршня. Кривошип в ыполнен в виде коленчатого вала, на котором закрепляются ведущий диск муфты сцепления и кулачок кулачкового механизма диафрагмы бензонасоса, с помощью которого производят подкачку топлива в поплавковую камеру карбюратора. Индикаторная диаграмма двухтактного двигателя изображена на рисунке 1а.

    Механизм  привода диафрагмы топливного насоса является кулачковым и состоит из плоского кулачка и ролика, толкателя. Возврат толкателя осуществляется пружиной. Согласование работы основного  механизма и механизма привода  топливного насоса представлено на циклограмме. Для уменьшения угловой скорости ведущей звёздочки пильного полотна  между муфтой сцепления и звёздочкой установлен однорядный планетарный редуктор, водило которого жёстко соединено со звёздочкой, а центральное колесо с ведомым диском муфты сцепления. 

 

    Скан  со страницы 216 

 

 

    В расчётах принять: 1)кривошип уравновешен; 2) центр масс шатуна находится на расстоянии от точки А; 3) центр масс поршня расположен в точке В; 4)момент инерции шатуна  
 

 

    2.Задачи исследования. Динамическая модель машинного агрегата и ее характеристики.  Блок-схема исследования динамики машинного агрегата.

      Задачами исследования динамики машинного агрегата являются:

1. Оценка динамической нагруженности машины в целом;
2. Оценка динамической нагруженности отдельных механизмов, входящих в состав машины.

     Оценка  динамической нагруженности машины включает определение уровня неравномерности вращения главного вала проектируемой машины и приведение его в соответствие с заданным коэффициентом неравномерности вращения (динамический синтез машины по заданному коэффициенту неравномерности движения), а также определение закона вращения главного вала машины после достижения заданной неравномерности вращения (динамический анализ машины). Параметром характеризующим динамическую нагруженность машины, является коэффициент динамичности.

     Динамическая нагруженность отдельных механизмов машины оценивается величиной и направлением реактивных сил и моментов сил в кинематических парах (динамический анализ механизмов). Поскольку при определении реактивных нагрузок используется кинетостатический метод расчёта, то динамический анализ механизмов включает последовательное выполнение кинематического анализа, а затем кинетостатического силового расчёта.

     В движении входного звена исполнительного  рычажного механизма имею место  колебания угловой скорости, основными  причинами которых являются:

     1) несовпадение законов изменения  сил сопротивления и движущих  сил в каждый момент времени;

     2) непостоянство приведенного момента  инерции звеньев исполнительного  и некоторых вспомогательных  механизмов.

     

        
 
 
 
 

     3.Динамика  машинного агрегата.

     3.1 Структурный анализ

    Звенья: 1 – кривошип ; 2 – шатун ; 3 – поршень; 0 – стойка. Число подвижных звеньев n=3.

    Кинематические  пары: О ( 0 , 1 ) – вращательная одноподвижная 5 класса; А ( 1 , 2 ) – вращательная одноподвижная 5 класса; В ( 2 , 3 ) – вращательная одноподвижная 5 класса; G ( 3 , 0 ) – поступательная одноподвижная 5 класса.

      

      
 
 
 

   Раскладываем  механизм на структурные группы:

     
 
 
 

     – группа 2 класса, 2 порядок, 2 вид 
 
 
 
 
 
 

     

     – механизм 1 класса. 
 
 
 

   Формула строения: I(0,1) →II(2,3).

   Весь  механизм:  2 класса. 

   3.2 Геометрический синтез  рычажного механизма 

    Входные параметры для выполнения геометрического  синтеза:

       S – ход поршня

       λ– отношение длинны кривошипа к длине шатуна 
 
 

  

    Масса шатуна АВ:

    Масса поршня:

    Масса кривошипа: 

    Момент  инерции относительно центра масс: 
 

         
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3.3 Построение плана  положений механизма 
 

    – Начальная обобщённая координата, соответствующая наиболее удалённому крайнему положению ползуна.

      

  Выбор масштабного каэффициента длинны μ_s :

  Для этого примем OA=38 мм 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3.4 Определение кинематических  характеристик кривошипно-ползунного  механизма и контрольный  расчёт их положения  №2 (аналитически).