Силы, действующие на коренные шейки.

Силы, действующие на 1-ю и S-ю коренные шейки:

Rwnfr.i — — 0,5Лх.л и Дипы = — 0,5Д1Е4.

Изменение сил Д,тп и R—в зависимости от (р показывают соответственно полярные диаграммы Джп и i?lE4 (см. рис. 10.16, а и б), но повернутые на 180° и в масштабе МР=0,25 кН в мм. Значения этих сил для различных ср сведены в табл. 10.15 (гр. 2 и 23).

Сипы, действующие на 2-ю и 3-ю коренные шейки и ориентированные относительно первого кривошипа:

RunZ2 =+ KiZ2 и ДцпХЗ = \/ТкХЗ + К£ъъ

234

где— Tji + Гцт’+К^пт— — 0,5(7^ + Гц cos90°—JS^»w sin 90°)—

— — 0.57Vi +0.5Ар»г.а1

Kwy.i=Kjn,r.\ + Trir+K^-nr— —0,S(/y»Ti + 7V? sin90°+Кр,тл cos90°)=

= — 0,5Kpm—0,57и;

Здз= 7иг+ -^5жиг+ ^1зг+ Щаат=

0,5(7^2 cos90° — A^.w sin90°+7з;з cos270°—А^з sin270°)=

= 0,5ApiX2 ~~ 0,5A^£3;

=72^x2*+ 7’e2jc+ 7(^3^+ T'iaK=

— 0,5tfj,n cos90°+Гц sm90°+Kp& 3 cos270°+Г13 sin270°)=

— 0,5Та+0,57*2з;

KpxL2=Kv+KItL=(Kv 37,9) kH; ^=*ы+^=(*и-37,9) kH.

В соответствии с порядком работы двигателя силы, действующие на 2-й кривошип, смещены относительно сил, действующих на 1-й кривошип, на 270° угла поворота коленчатого вала, а силы, действующие на 3-й кривошип,— на 450°.

Расчет сил Т^2, Хжи, Т^хэ, и К&3 приведен в табл. 10.15, а полярные диаграммы R^n и R—построенные геометрическим сложением соответствующих векторов Т& и представлены на рис. 10.18 и 10.19. Масштаб диаграмм Мр=0,5 кН в мм.

235

Таблица 10.15

3-я коренная шейка				З-е	колено			4-я коренная шейка	4-е колено		5-я коренная шейка
1 (Н 1 * п 2 | W К. 1	+ £ К» О if по * +	+ «О II Э п ,!+ Т* +	. Ъ 9-	О» S3 II СО __ и гё i1 Т II	к3 1о о		+ СО и 3 ж Э t« II 3 m „ аг Т* +	+ДОод'о—* «—	о X	+ н а t* 11 I .it* t* ■ +	irt о 1 и ! V*
13	Н	15	16	17	13		19	20	21	22	23
+43,25	-11,30	44,8	270	+26,80	—3,70		54,0	43,0	540	55,2	27,60
+55,80	—22,70	60,2	280	+26,05		-3,60	53,0	43,0	550	57,0	28,50
+33,55	-25,15	42,0	290	+25,55		-3,50	52,0	43,0	560	59,0	29,50
+20,4	—25,65	32,6	300	+25,00		-3,35	50,9	43,0	570	60,0	30,00
-4,65	-18,85	19,3	330	+19,80		-7,40	42,6	41,3	600	59,0	29,50
—46,05	—11,30	47,5	360	-17,50	—3,70		35,3	36,0	630	53,4	26,70
-62,00	+3,20	62,1	370	—32,30	+9,50		66,7	37,4	640	51,4	25,70
—43,35	+8,70	44,2	380	—12,60	+13,70		36,6	18,0	650	51,0	25,00
—33,40	+11,35	35,2	390	-1,75	+15,10		30,4	13,1	660	52,5	26,25
-18,05	+6,55	19,3	420	+12,95	+5,45		28,5	28,3	690	60,3	30,15
-43,65	+10,25	44,8	450	—16,45	+7,60		35,7	29,9	720	61,9	30,95
-56,35	+21,65	60,1	460	—29,75	+19,70		70,0	35,5	10	59,0	29,50
—34,10	+22,65	41,0	470	—7,70	+21,65		45,8	14,1	20	56,5	28,25
—21,75	+22,25	31,0<	480	+4,60	+22,30		45,7	3,5	30	52,4	26,20
-5,20	+10,70	11,9	510	+24,45	+11,45		54,4	19,8	60	34,5	17,25
-1,70	+10,25	10,3	540	+28,55	+7,60		59,4	40,1	90	35,3	17,65
+5.30	+6,10	9,5	570	+31,65	+3,75		64,1	52,1	120	40,8	20,40
+4'.65	—3,45	5,8	600	+31,00		-1,10	62,5	50,0	150	50,7	25,35
-3,05	-5,30	6,0	630	+27,20		-2,65	55,0	46,5	180	57,8	28,90
-4,20	—2,65	5,0	640	+26,60		-1,95	53,7	45,5	190	60,5	30,25
—4,20	—0,40	4,0	650	+26,40		-1,00	53,0	44,5	200	62,0	31,00
-3,30	+0,80	3,2	660	+26,35	+0,05		53,1	43,5	210	63,7	31,85
+3,70	+0,95	3,9	690	+29,65	+0,75		59,7	42,0	240	63,1	31,55
+3,95	-5,30	6,5	720	+30,25		-2,65	61,2	40,6	270	56,0	28,00
+1.85	—6,60	7,0	10	+29,20		-3,60	59,0	39,5	280	54,5	27,25
-1,25	—6,05	6,5	20	+27,45		-3,45	55,7	38,0	290	53,2	26,60
—3,00	-4,10	5,0	30	+26,35		-2,35	53,2	36,4	300	51,5	25,75
-3,20	+4,45	5,4	60	+26,35	+2,35		53,3	26,1	330	42,0	21,00
+3,45	+6,35	7,3	90	+30,25	+2,65		61,2	34,4	360	35,3	17,65
+4,65	+2,60	5,5	120	+29,65		-0,75	59,5	, 48,4	390	37,3	18,65
+6,15	+7,20	9,5	150	+25,95		-0,20	52,3	46,0	420	54,0	27,00
+43,80	+6,35	44,4	180	+26,30		-2,65	53,2	44,8	450	65,5	32,75
+59,50	—6,50	59,8	190	+27,20		-3,00	55,0	44,4	460	67,0	33,50
+41,05	-10,90	42,4	200	+28,45		-2,80	55,8	43,2	470	66,8	33,40
+31,10	-13,35	33,8	210	+29,35		-1,75	59,3	43,3	480	63,8	31,90
+16,60	—7,55	15,8	240	+29,55		-2,10	59,6	42,9	510	55,9	27,95
+43,25	-11,30	44,8	270	+26,80		-3,70	54,0	43,0	540	55,2	27,60

Сила, действующая на 4-ю коренную шейку: ДьшИ = — 0,5(ДЫ + R^ja).

Полярная диаграмма нагрузки на 4-ю коренную шейку (рис. 10.20) построена графическим сложением полярных диаграмм Rtzi и R*.ia, повернутых на 180°. Масштаб диаграммы Л.„тл—Мг= =0,25 кН в мм.

Рис. 10.19. Полярная диаграмма нагрузки на 3-ю коренную шейку дизеля

238

Рис. 10J0. Построение полярной диаграммы нагрузки на 4-ю коренную

шейку дизеля

ДиаграммыJtIjnS2, Дылез» Кши и RxjsL5, перестроенные

в прямоугольные координаты, представлены на рис. 10.21. Масштабы диаграмм М,= 1 кН в мм и М9= 3° в мм. По этим диаграммам определяют:

для 1-й коренной шейки

=^М*/0Я=6320 • 1,0/240 = 26,3 кН;

-^ждди..—35,0 кН; ЛжапПцд,=2,6 кН; для 2-й коренной шейки

Лж.шЕгд,=FiMgjOB—8860 * 1,0/240 = 37,0 кН;

Лддх-. = 57^ кН; Risnzi^ = 4,7 кН; для 3-й коренной шейки

239

Рве. 10.21. Диаграммы нагрузки на шатунные шейки дизеля в прямоугольных

координатах:

а — 1-я шейка.; 6 — 2-я шейха; в — 3-я шейка; г — 4-я шейка; д — 5-я шейка

Дилз,=F2MgJOB=4540 • 1,0/240 = 18,9 кН;ДипИт» ~ 62,1 eH| Rz ддзть. ~ 2,9 кН;

дня 4-й коренной шейки

ЛлдЕ4ч,=^я/О^=9000 -1,0/240 = 37,5 кН;

Дцдн^,., ~ 58,2 кН; Дцдхп» = 3,5 кН;

для 5-й коренной шейки

Rx wLScp=F5MkJOB=6340'1,0/240=26,4 кН;

-ЯжлД^пм = 34,1 кН; ЛжлйЕ5аш1 = 2,3 кН.

Из равнения диаграмм ЛклпЫ, R^n, Ллшэ, Rxsnu и Rsлаз видно, что максимально нагруженной является 4-я коренная шейка, а минимально нагруженной —• 3-я шейка.

 

Уравновешивание

Центробежные силы инерции рассчитываемого двигателя полностью уравновешены: 2ЙГЛ=0.

Суммарный момент центробежных сил действует во вращающейся плоскости, составляющей с плоскостью первого кривошипа угол 18°2б' (см. рис. 10.15), величина его

ЪМЛ=v^O (nix+2тшл)Rca2a.

Силы инерции первого порядка взаимно уравновешены: 2Др= 0.

Суммарный момент сил инерции первого порядка действует в той же плоскости, где и равнодействующий момент центробежных сил (см. рис. 10.15), величина его

XMj/= -y/lO mjRca2a.

Силы инерции второго порядка И их моменты полностью уравновешены: ZPjir=0; TMju=0.

Уравновешивание моментов ЪМр и осуществляется установкой двух противовесов на концах коленчатого вала в плоскости действия моментов, т. е. под углом 18°26' (см. рис. 10.15).

241

Суммарные моменты ЪМп и ХМх действуют в одной плоскости, поэтому

ЪМр+ЪМа=aRco2 y'To (mj+m,+2пи

Масса каждого противовеса определяется из условия равенства моментов

т^трсоЧ=XMji+

Расстояние центра тяжести общего противовеса от оси коленчатого вала принимаем р=125 мм.

Расстояние между центрами тяжести общих противовесов — 6=720 мм.

Расстояние между центрами шатунных шеек — а= 160 мм.

Масса общего противовеса

/Ицр£ == aR*jM(rnj+mt+2mmJ)l(pb)='

= 160 • 60 Vl0(3,872+3,62+2 • 2,458)/(125 • 720)=4,185 кг.

Установка противовесов на концах коленчатого вала двигателя в целях уравновешивания суммарных моментов ЪМ# и ЕА/* приводит к возникновению дополнительных центробежных сип инерции масс противовесов, передающих свое усилие на 1-ю и 5-ю коренные шейки вала.

Определение результирующих сил, действующих на 1 (5)-ю коренную шейку, осуществляется построением полярной диаграммы способом, аналогичным тому, который был принят при определении нагрузки на 2, 3 и 4-ю коренные шейки.

 

Равномерность крутящего момента■ равномерность хода двигателя

Равномерность крутящего момента

^=(^ч.дш*-Л/ЖрЛ1ш1)/^ч,.ср=(2200 —160)/1040 = 1,96.

Избыточная работа крутящего момента

1*36=FLMuM'9 = 1175 25-0,0174=511 Дж,

242

где — площадь над прямой среднего крутящего момента (см. рис. 10.11), мм2; ^=4я/(104)=4 -3,14/(8-90)=0,0174 рад в мм — масштаб угла поворота вала на диаграмме Мхр.

Равномерность хода двигателя принимаем 5=0,01.

Момент инерции движущихся масс двигателя, приведенных к оси коленчатого вала:

/о=Апб/(&»2)=511/(0,01-272,12)=0,69 кг м2.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие 3