Кінематичний аналіз кривошипно-повзунного механізму
Переміщення, швидкість і прискорення повзуна дезаксіального підсумовуючого механізму (рис. 2.2) визначаються по формулах
 , (2.7)
 , (2.8)
 . (2.9)
Тут позначено:
ω – кутова швидкість головного вала,
 ; (2.10)
n н – номінальне число ходів повзуна в хвилину, що задається стандартом;
α – кут повороту кривошипа, вимірюваний від крайнього нижнього положення повзуна проти руху кривошипа.
Для аксіального механізму коефіцієнт ε = 0. Для диференціальних кривошипно-шатунних механізмів у формулах (2.7) – (2.9) необхідно змінити знаки перед коефіцієнтами l і ε на зворотні.
Максимальній хід повзуна визначається по формулі
 (2.11)
Зрозуміло, що для аксіального механізму максимальний хід рівняється 2 R, для дезаксіального механізму дещо більше.
Для дезаксіального механізму крайні положення повзуна досягаються при кутах повороту вала, що відрізняються від 0° і 180°
 , (2.12)
Тут верхній знак (плюс) і нуль приймаються для крайнього нижнього положення повзуна (КНП), а нижній знак (мінус) і 2 π –для крайнього верхнього положення (КВП).
Для аксіального механізму крайні верхнє і нижнє положення повзуна досягаються при куті повороту вала α рівному 0° чи 180°.
Тривалість прямого ходу повзуна пропорційна значенню кута прямого ходу, який визначається по формулі
 . (2.13)
Тривалість зворотного ходу повзуна пропорційна значенню кута зворотнього ходу, який визначається по формулі
 . (2.14)
Відношення кутів прямого і зворотного ходу визначає коефіцієнт середньої швидкості повзуна
 , (2.15)
який показує відношення середньої швидкості повзуна при зворотному і прямому ході.
При позитивному дезаксіалу коефіцієнт kv менше одиниці, а при від’ємному – більший одиниці.
Максимальна швидкість повзуна аксіального механізму досягається при куті повороту головного валу
 , (2.16)
і визначається по формулі
 . (2.17)
Для дезаксіального механізму кут максимальної швидкості і максимальна швидкість дещо відрізняються в залежності від знаку і величини дезаксіалу (менше 4–6 %).
Так, максимальна швидкість повзуна дезаксіального механізму приблизно рівна
 . (2.18)
Максимальне прискорення повзуна досягається в крайньому нижньому положенні повзуна
 (2.19)
В крайньому верхньому положенні повзуна прискорення буде рівне
 (2.20)
При  виникає ще один екстремум прискорення
 (2.21)
при куті повороту головного валу до чи після КВП
 . (2.22)
Слід зауважити, що, по-перше, максимальні значення прискорення J max1 і J max2 та J max3 мають різні знаки, а, по-друге, найбільше значення має прискорення в КНП, тобто, обраховане по формулі (2.19).
При енергетичних розрахунках та розрахунках на міцність виникає зворотна задача – по відомому положенню повзуна S потрібно визначити положення вала, обумовлене кутом повороту α
 . (2.23)
Для наближених розрахунків при α < 30° можна користатися також спрощеною формулою
 . (2.24)
Знак плюс приймається при не доходженні повзуна до КНП, знак мінус – при його переході КНП.
Розрахунок кінематичних параметрів ГВМ у виконують у діапазоні зміни кута α повороту головного вала від 0° до 90° із кроком 5° чи 10°. У пояснювальній записці приводять таблицю значень S, V і J і графіки S = f (α), V=f (α) і J = f (α).
|
