Радиус кривошипа: определение и расчет

Можно ли изменить радиус поворота автомобиля

Очевидно, что радиусы поворота грузовых автомобилей, седанов или кроссоверов определяются габаритами транспортного средства, а также углом поворота передних колес. Изменить размеры авто невозможно. При этом угол поворота колес на стоковой машине ограничивается параметрами функционирования руля. Если на авто передний привод, при этом рабочие диапазоны ШРУС, или «гранат», это значит, что выворачивать до упора колеса не стоит. Чтобы не запутаться в теории, запомните, что изменить радиус можно, но для этого придется менять конструкцию транспортного средства, а это ухудшит его работу.

Не боитесь потерять гарантию? Тогда радиус можно сделать меньше.

Насколько маневренность машины улучшится после вмешательства? Это определяется конструктивными особенностями авто. Однако чаще всего заметно улучшается запас хода руля, в результате радиус поворота автомобиля становится меньше.

Причем изменить этот параметр на некоторых моделях авто бывает достаточно просто, особенно если конструкция рулевого управления позволяет сделать это.

Пластиковые ограничители определяют то, каким будет запас хода рулевой рейки. Как сделать угол поворота колес больше? Для этого уменьшаем толщину распорок или же подпиливаем их (стачиваем). Также можно монтировать не оригинальные тонкие проставки из пластика.

К сожалению, после такого вмешательства колеса станут задевать подвеску и кузов авто. Что делать?

Можно воспользоваться тонкими пластиковыми ограничителями, которые вы сделаете своими руками. Потребуется заготовка с таким же диаметром, как у оригинального ограничителя хода рулевой рейки.

Не хотите, чтобы колеса во время маневров задевали подвеску и кузов? Тогда монтируйте проставки на ступицы для выноса колес. Так вы увеличите ширину между передними колесам. В результате радиус станет больше, при этом колеса не будут ничего задевать.

Устройство автомобиля

Поршневой двигатель внутреннего сгорания состоит из следующих механизмов и систем:

• кривошипно-шатунный механизм (КШМ);
• газораспределительный механизм (ГРМ);
• система охлаждения;
• смазочная система;
• система питания;
• система зажигания (в карбюраторном двигателе);
• система электрического пуска двигателя.

В поршневом ДВС (рис. 1) преобразование энергии происходит в замкнутом объеме, который образован цилиндром, крышкой (головкой) цилиндра и поршнем. В карбюраторном двигателе горючая смесь вводится в цилиндр через впускной клапан, смешиваясь с остатками отработавших газов — образует рабочую смесь, которая сжимается поршнем и воспламеняется. Образовавшиеся при сгорании газы перемещают поршень, который через шатун передает усилие на кривошип коленчатого вала, поворачивая его вокруг оси. Отработавшие газы вытесняются при обратном движении поршня через выпускной клапан. Таким образом, тепловая энергия преобразуется в механическую, а возвратно-поступательное движение — во вращательное как наиболее удобный для трансформации вид движения.

Рис. 1. Схема четырехтактного одноцилиндрового карбюраторного двигателя: 1 — распределительный вал; 2 — толкатель; 3 — цилиндр; 4 — поршень; 5 — штанга; 6 — впускной клапан; 7 — коромысло; 8 — свеча зажигания; 9 — выпускной клапан; 10 — поршневые кольца; 11 — шатун; 12 — коленчатый вал; 13 — поддон

При вращении коленчатого вала поршень дважды за один оборот останавливается и меняет направление движения.

Основные параметры двигателей

Верхняя мертвая точка (ВМТ) — крайнее верхнее положение поршня (рис. 2).

Нижняя мертвая точка (НМТ) — крайнее нижнее положение поршня. Радиус кривошипа — расстояние от оси коренной шейки коленчатого вала до оси его шатунной шейки.

Ход поршня S — расстояние между крайними положениями поршня, равное удвоенному радиусу кривошипа коленчатого вала. Каждому ходу поршня соответствует поворот коленчатого вала на угол 180° (пол-оборота).

Рис. 2. Основные положения кривошипно-шатунного механизма: а — ВМТ; б — НМТ; Vc — объем камеры сгорания; Vh — рабочий объем цилиндра; D — диаметр цилиндра; S — ход поршня

Ход поршня S и диаметр D цилиндра обычно определяют размеры двигателя.

Такт — часть рабочего цикла, происходящая за один ход поршня.

Объем камеры сгорания — объем пространства над поршнем при его положении в ВМТ.

Рабочий объем цилиндра объем пространства, освобождаемого поршнем при перемещении его от ВМТ к НМТ.

Полный объем цилиндра — объем пространства над поршнем при нахождении его в НМТ. Очевидно, что полный объем цилиндра равен сумме рабочего объема цилиндра и объема камеры сгорания.

Степень сжатия ε — отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания.

Индикаторная мощность Ni, мощность, развиваемая газами в цилиндре.

Эффективная (действительная) мощность Ne — мощность, развиваемая на коленчатом валу двигателя. Эффективная мощность Ne меньше индикаторной Ni, так как часть последней затрачивается на трение и на приведение в движение вспомогательных механизмов. Эта мощность называется мощностью механических потерь Nм.

Механический КПД (коэффициент полезного действия) двигателя ηм — отношение эффективной мощности к индикаторной:

Индикаторный КПД ηi, представляет собой отношение теплоты Qi эквивалентной индикаторной работе, ко всей теплоте Q, введенной в двигатель с топливом.

Эффективный КПД ηе — отношение количества теплоты Q2, превращенного в механическую работу на валу двигателя, ко всему количеству теплоты Q1, подведенному в процессе работы.

Среднее эффективное давление ре — произведение среднего индикаторного давления рi (давление, действующее на поршень в течение одного хода поршня) на механический КПД ηм.

Удельный индикаторный расход топлива qi — количество топлива, расходуемого в двигателе для получения в течение 1 ч индикаторной мощности 1 кВт.

Удельный эффективный расход топлива ge — количество топлива, которое расходуется в двигателе для получения в течение 1 ч 1 кВт эффективной мощности.

Шинный калькулятор

Этот расчет шинных размеров является теоретическим. Без крайней нужды не стоит ставить на автомобиль шины, которые не рекомендует производитель.

Перед тем как установить покрышки, необходимо:

• убедиться в том, что изменения не приведут к появлению проблем (механика, кузов, габариты и т.д.);
• проследить за тем, что устанавливаемые покрышки соответствуют существующим правилам и не нарушают их;
• удостовериться в соответствии ширины обода и его диаметра характеристикам шины.

Также нужно помнить, что изменение размеров покрышек часто изменяет и такой важный показатель, как индекс нагрузки .

Что автомобилисты говорят про радиус поворота автомобиля

Точность не важна

«Чтобы сделать радиус меньше, ограничительные болты выставляю на глаз, после того как установил новые ШОПКи. Главное, чтобы они не соприкасались с кулаками».

Главное — месторасположение мотора

«Помимо Volvo, еще у Lexus поперечное расположение силового агрегата. Но здесь и габариты, а также база отличаются. На других машинах мотор расположен продольно. Поперечное расположение приводит к тому, что коробка передач и трансмиссия размещаются определенным образом. В результате вывернуть колеса сильнее просто не получится».

Немецкие автопроизводители сделали невозможное

«Раньше немецкие производители поставляли автобусы MAN, у которых были 2 соединенных полуприцепа длиной 23 метра. Такой автобус во время маневров мог достать себя за хвост 1 м, ездил змейкой, при этом мосты шли по одной колее

Ни разу не был за рулем такого авто, но несколько раз наблюдал».

Важно быть внимательным

«Каждый водитель должен знать радиус поворота автомобиля. Я вот, например, спустя 3 часа после покупки поцарапал новенькую машину при развороте

Но с опытом стал аккуратнее».

Что самое важное

«Я не переживаю во время разворотов. Потому что даже если ты делаешь его медленно, другие участники дорожного движения все равно подождут. А вот умение поворачивать на большие углы в ограниченном пространстве это действительно важно.

Например, в самом центре мегаполиса, где улочки узкие, а парковки забиты, необходимо уметь поворачивать на 90, когда ширина свободной проезжей части на дороге практически равна ширине машины. Или, например, если вам надо выехать с парковки, на которой автомобили прижаты друг к другу, а противоположный ряд слишком близко. Да существует множество ситуаций, когда небольшой радиус просто необходим».

Построение уклона и конусности

Провести построение уклона и конусности достаточно просто, только в некоторых случаях могут возникнуть серьезные проблемы. Среди основных рекомендаций отметим следующее:

1. Проще всего отображать нормальные конусности, так как их основные параметры стандартизированы.
2. В большинстве случаев вводной информацией при создании конусности становится больший и меньший диаметр, а также промежуточное значение при наличии перепада. Именно поэтому они откладываются первыми с учетом взаимного расположения, после чего проводится соединение. Линия, которая прокладывается между двумя диаметрами и определяет угол наклона.
3. С углом наклона при построении возникает все несколько иначе. Как ранее было отмечено, для отображения подобной фигуры требуется построение дополнительных линий, которые могут быть оставлены или убраны. Существенно упростить поставленную задачу можно за счет применения инструментов, которые позволяют определить угол наклона, к примеру, транспортир.

На сегодняшний день, когда компьютеры получили весьма широкое распространение, отображение чертежей также проводится при применении специальных программ. Их преимуществами можно назвать следующее:

1. Простоту работы. Программное обеспечение создается для того, чтобы существенно упростить задачу по созданию чертежа. Примером можно назвать отслеживание углов, размеров, возможность зеркального отражения и многое другое. При этом не нужно обладать большим набором различных инструментов, достаточно приобрести требуемую программу и подобрать подходящий компьютер, а также устройство для печати. За счет появления программного обеспечения подобного типа построение конусности и других поверхностей существенно упростилось. Именно поэтому на проведение построений уходит намного меньше времени нежели ранее.
2. Высокая точность построения, которая требуется в случае соблюдения масштабов. Компьютер не допускает погрешности, если вся информация вводится точно, то отклонений не будет. Этот момент наиболее актуален в случае создания проектов по изготовлению различных сложных изделий, когда отобразить все основные размеры практически невозможно.
3. Отсутствие вероятности допущения ошибки, из-за которой линии будут стерты. Гриф может растираться по поверхности, и созданный чертеж в единственном экземпляре не прослужит в течение длительного периода. В случае использования электронного варианта исполнения вся информация отображается краской, которая после полного высыхания уже больше не реагирует на воздействие окружающей среды.
4. Есть возможность провести редактирование на любом этапе проектирования. В некоторых случаях в разрабатываемый чертеж приходится время от времени вносить изменения в связи с выявленными ошибкам и многими другим причинами. В случае применения специального программного обеспечения сделать это можно практически на каждом этапе проектирования.
5. Удобство хранения проекта и его передачи. Электронный чертеж не обязательно распечатывать, его можно отправлять в электронном виде, а печать проводится только при необходимости. При этом вся информация может копироваться много раз.

Процедура построения при применении подобных программ характеризуется достаточно большим количеством особенностей, которые нужно учитывать. Основными можно назвать следующее:

1. Программа при построении наклонных линий автоматически отображает угол. Проведенные расчеты в этом случае позволяют проводить построение даже в том случае, если нет информации об большом или малом, промежуточном диаметре. Конечно, требуется информация, касающаяся расположения диаметров относительно друг друга.
2. Есть возможность использовать дополнительные инструменты, к примеру, привязку для построения нормальной конусности. За счет этого существенно прощается поставленная задача и ускоряется сама процедура. При черчении от руки приходится использовать специальные инструменты для контроля подобных параметров.
3. Длина всех линий вводится числовым методом, за счет чего достигается высокая точность. Погрешность может быть допущена исключительно при применении низкокачественного устройства для вывода графической информации.
4. Есть возможность провести замер всех показателей при применении соответствующих инструментов.
5. Для отображения стандартов используются соответствующие инструменты, которые также существенно упрощают поставленную задачу. Если программа имеет соответствующие настройки, то достаточно выбрать требуемый инструмент и указывать то, какие размеры должны быть отображены. При этом нет необходимости знания стандартов, связанных с отображением стрелок и других линий.

Радиус – кривошип – Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Радиус – кривошип

Второй механизм изменения радиуса кривошипа соединен с первым цепной передачей со звездочками 10 и И и работает с ними синхронно.
 

В механизме подъемных пружин радиус кривошипа г и угол поворота главного вала 25 считаем заданными.
 

Центросместители, обеспечивающие точность радиуса кривошипов, бывают регулируемые-для серийного ремонта валов различных конструкций и нерегулируемые-для обработки на предприятиях, специализирующихся на ремонте вала одной модели.
 

Длину хода регулируют изменением радиуса кривошипа кулисного механизма

При равенстве расстояния центров радиусу кривошипа получается механизм с вращающейся кулисой при ведущем кривошипе, но при числе оборотов кулисы, вдвое меньшем числа оборотов кривошипа; при ведущей же кулисе механизм попадает з положение, из которого он может выйти, перейдя в двузвенныи.
 

Эти силы направлены по радиусу кривошипа и имеют отрицательное значение. Суммарная кривая в многоцилиндровых компрессорах почти вся расположена ниже оси абсцисс, причем наибольшие радиальные силы наблюдаются в области нижних мертвых точек.
 

Тангенциальные усилия, умноженные на радиус кривошипа, создают моменты, поворачивающие вал вокруг оси. Тангенциальные усилия, реакции и момент, передаваемый муфтой концу вала, изгибают щеки в плоскостях в. Приводной конец вала и шатунные шейки испытывают кручение.
 

Увеличена высота блока цилиндров и радиус кривошипа коленчатого вала в связи с увеличением хода поршня.
 

Так как на практике отношение радиуса кривошипа г к длине шатуна / и к длине заднего плеча балансира обычно невелико ( примерно от V До 1 / 7), то дуга, описываемая точкой В, может быть при ближенно заменена стягивающей ее хордой.
 

Длина / шатуна зависит от радиуса кривошипа г; обычно / ( 3 – 6) г, причем меньшие значения относятся к быстроходным малым машинам.
 

Длина / шатуна зависит от радиуса кривошипа г; обычно / ( 3-ьб) г, причем меньшие значения относятся к быстроходным малым машинам.
 

Я, RILm – отношение радиуса кривошипа, к длине шатуна; п – частота вращения коленчатого вала, об / мин; Ап ( Яя W 1 Я2) / 120 / вп.
 

S / D, отношение радиуса кривошипа к длине шатуна Я г / /, литровая JV.
 

Страницы:  

   1

   2

   3

   4

Маятник Капицы

Обычный маятник, если перевернуть его кверху ногами, неустойчив. Для него крайне трудно найти верхнюю точку равновесия. Но если совершать быстрые вертикальные возвратно-поступательные колебания, то положение такого маятника становится устойчивым.

Петр Леонидович Капица

Советский академик и нобелевский лауреат по физике Петр Леонидович Капица (1894 — 1984) использовал модель маятника с вибрирующим подвесом для построения новой теории, которая описывала эффекты стабилизации тел или частиц. Работа Капицы по стабилизации маятника была опубликована в 1951 году, а сама модель получила название «маятник Капицы». Более того, было открыто новое направление в физике — вибрационная механика. Данная модель позволила наглядно показать возможности высокочастотной электромагнитной стабилизации пучка заряженных частиц в ускорителях.

Владимир Игоревич Арнольд

Другой советский математик и академик Владимир Игоревич Арнольд (1937-2010), который был заместителем Капицы, вспоминал его слова:

«Он (Капица — примечание) сказал: «Вот смотрите — когда придумывается какая-то физическая теория, то прежде всего надо сделать маленький какой-нибудь прибор, на котором его наглядно можно было-бы продемонстрировать кому угодно. Например, Будкер и Векслер хотят делать ускорители на очень сложной системе. Но я посмотрел, что уравнения, которые говорят об устойчивости этого пучка, означают, что если маятник перевернут кверху ногами, он обычно неустойчив, падает. Но если точка подвеса совершает быстрые вертикальные колебания, то он становится устойчивым. В то время как ускоритель стоит много миллионов, а этот маятник можно очень легко сделать. Я его сделал на базе швейной электрической машинки, он вот здесь стоит». Он нас отвел в соседнюю комнату и показал этот стоящий  вертикально маятник на базе швейной машинки».

Демонстрация динамической стабилизации перевернутого маятника с помощью электробритвы

У математика Арнольда не было своей швейной машинки, и он огорчился. Но у него была электробритва «Нева», из которой и был собран перевернутый маятник. К сожалению, в первой конструкции маятник падал. Тогда Арнольд вывел формулу и увидел, что длина маятника не должна быть больше 12 сантиметров. Известный математик укоротил подвес до 11 сантиметров и все получилось.

Давайте посмотрим, какие силы действуют на «маятник Капицы». После прохождения верхней мертвой точки подвес маятника начинает тянуть грузик вниз. После прохождения нижней мертвой точки подвес толкает грузик вверх. Так как углы вежду векторами сил в верхней и нижней точке разные, то сумма их векторов дает силу, направленную к оси вертикальных колебаний маятника. Если эта сила больше силы тяжести, то верхнее положение маятника становится устойчивым.

А эта формула описывает взаимосвязь частоты вибраций подвеса, амплитуды колебаний и длины жесткого подвеса.

Видео:

1. GetAClass. Маятник Капицы 
2. Маятник Капицы: диалог академика Арнольда и Капицы, вывод формулы

Угол конуса

Важным критерием при построении самых разных чертежей считается угол конуса. Его можно определить соотношение крупного диаметра к меньшему. Высчитывается данный показатель по следующим причинам:

1. На момент обработки специалист должен иметь в виду данный показатель, так как он дает возможность получить нужное изделие очень точно размеров. Во многих случаях обработка проходит собственно при учете угла, а не критериев большого и небольшого диаметра.
2. Угол конуса рассчитывается на момент проектной разработки. Данный показатель наноситься на чертеж или отображается в специализированной таблице, которая имеет всю интересующую информацию. Оператор станка или специалист не проводит расчеты на месте производства, любая информация должна быть указана в разработанной технологичной карте.
3. Проверка качества изделия очень часто проходит по малому и большему основанию, но еще используют инструменты, по которой устанавливается критерий конусности.

Как раньше было отмечено, в машиностроительной области критерий стандартизирован. В другой области значение может значительно различаться от установленных параметров. Определенные изделия отличаются ступенчатым расположение поверхностей. В данном случае выполнить расчеты весьма не легко, так как есть переходный диаметр.

Радиус – кривошип – Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Радиус – кривошип

Радиус кривошипа составляет не менее 40 мм и должен быть достаточным для создания радиального зазора между тормозным шкивом и колодками при растормаживании.
 

Радиус кривошипа в механизме эксцентрика называется эксцентриситетом. Кинематика эксцентрикового механизма от диаметра самого эксцентрика ( диска) не зависит и описывается формулами, полученными для кривошипного вала.
 

Радиус кривошипа выполняется с допуском 0 15 мм на каждые 100 мм его длины.
 

Радиус кривошипа этого вала равен 90 мм.
 

Радиус кривошипа находим так.
 

Радиус кривошипа изменяется в соответствии с относительным поворотом эксцентриков. На валу 1 симметрично относительно шатуна 8 расположены две пары противовесов, причем одна из них ( 6) установлена неподвижно, а вторая ( 7) – свободно.
 

Радиус кривошипа определяется потребным ходом поршня или ползуна и выбирается в зависимости от угловой скорости.
 

Радиусы кривошипа обычно проверяют специальными индикаторными приспособлениями, настраиваемыми по установочным калибрам ( фиг.
 

Радиус кривошипа ОА обозначим через R, а расстояние центров 00л – через L.
 

Когда радиус кривошипа относительно невелик и расстояние между краями отверстий в щеке под запрессовку шеек s ( 0 45 – н 0 5) cta ( фиг.
 

радиус кривошипа

Находим радиус кривошипа: 2r – ft 100 мм; г 50 мм.
 

Отношение радиуса кривошипа к длине шатуна г / 1 влияет определенным образом на условия смазки, в частности смазки шатунных подшипников. Известно, что во время работы шатунных и коренных подшипников происходят циклически повторяющиеся провалы несущей способности гидродинамического слоя и опасные сближения шейки вала с вкладышем.
 

Страницы:  

   1

   2

   3

   4

Влияет ли изменение угла кастора на радиус поворота автомобиля

Для примера возьмем автомобиль УАЗ Patriot, который имеет следующие характеристики:

• колесная база 2760 мм;
• колея 1600 мм;
• угол поворота колеса 27°;
• кастор 3°;
• радиус разворота от 6,5 до 6,7 м.

Какой вид имеет формула влияния кастора на реальный угол поворота колеса:

a’ = tan-1((SIN(a) * COS(caster))/COS(a))

В ходе эксперимента найдем нужные показатели, построим 3D-модель, а затем измерим реальный угол пересечения плоскостей дороги и колеса.

В результате у нас получились нижеследующие параметры a’:

• Приблизительно 26,968° при касторе 3°.
• Приблизительно 26,774° при касторе 8° (с ШОПКами плюс 5°).

Воспользуемся формулой R = L \ tan(А), в которой:

R — радиус;

L — колесная база;

А — угол поворота колеса.

Чтобы схему было проще понять, дополним ее:

R1 — минимальный радиус поворота автомобиля;

R2 — радиус пути заднего наружного колеса;

R3 — максимальный радиус поворота автомобиля;

L — колесная база;

H — колея.

Прямоугольный треугольник образуется передним внутренним колесом, задним внутренним колесом, а также точкой, вокруг которой машина разворачивается. В этом треугольнике:

угол А — угол поворота колеса;

катет а — колесная база (2760 мм) — L;

катет б — минимальный радиус поворота автомобиля — R1;

Как найти минимальный радиус R1:

для кастора +3°:

R1 = L / tan(A) = 2760 / tan(26,968) = ~5424 мм

для кастора +8°:

R1 = L / tan(A) = 2760 / tan(26,774) = ~5470 мм

Приступим к определению R2, то есть радиусу пути заднего внешнего колеса.

R2 = радиус внутреннего колеса + ширина колеи моста.

для кастора +3°:

R2 = R1 + H = 5424 + 1600 = 7024 мм

для кастора +8°:

R2 = R1 + H = 5470 + 1600 = 7070 мм

В завершение найдем R3, то есть максимальный радиус поворота автомобиля.

В нашем примере прямоугольный треугольник описан передним внешним и задним внешним колесом, а также точкой, вокруг которой машина разворачивается.

Что получится здесь:

Катет а = L(колесная база) = 2760 мм

Катет б = R2 = радиус пути заднего внешнего колеса

Гипотенуза = R3, то есть максимальный радиус поворота автомобиля.

Теорема Пифагора определяет соотношение между сторонами прямоугольного треугольника, в котором сумма квадратов длин катетов равняется квадрату длины гипотенузы.

R3 = SQRT(L^2 + R2^2)

Для кастора 3°:

R3 = SQRT(2760^2 + 7024^2) = ~7546 мм

Для кастора 8°:

R3 = SQRT(2760^2 + 7070^2) = ~7589 мм

Конечно, полученные показатели немного не соответствуют радиусу поворота автомобиля УАЗ Patriot, которые содержатся в руководстве (6,5 м против 7,5 м). Это объясняется погрешностями в методике расчета, а также исходных данных. Однако если рассчитать среднее значение между минимальным и максимальным радиусом (5,5 м и 7,5 м соответственно), в результате у нас будет 6,5 м.

Так или иначе, но можно прийти к выводу, что кастор влияет на радиус. То есть для нас важнее не абсолютные значения, но их относительная разница. В нашем примере она составит:

R3(для кастора +8°) — R3(для кастора +3°) = 7589 — 7546 = 43 мм, то есть меньше чем 5 см

При этом если будет отклонение ограничения поворота колеса на 1°, то это повлияет в 5 раз сильнее на радиус поворота по сравнению с отклонением кастора на 1°.

Статьи по теме

Как снять гидроусилитель руля и заменить его

Провал педали газа: причины и ремонт

Привод машины: разбираемся в устройстве

Почему не работает кондиционер в машине: причины и способы устранения

Симулятор вождения автомобиля: плюсы и минусы тренажера

Компьютерная диагностика автомобиля: когда нужна, как проводится

Как прочистить форсунки омывателя: причины засора и способы его устранить

Замена рулевой рейки: причины и порядок действий

Высокий уровень антифриза: причины и способы устранения

Лучшие авто с пробегом и советы по выбору

Аэрография на машину: материалы, виды, этапы

Что лучше – автомат или механика

Какие марки авто ушли с российского рынка в 2022 году

Как выбрать подержанный автомобиль: правила и рекомендации

Заправка кондиционера в автомобиле: рекомендации профессионалов

Расчеты механизмов

1 Расчеты рычажных механизмов

В результате проведения расчетов рычажного механизма необходимо определить размеры и взаимное расположение его звеньев, их кинематические параметры (скорость, ускорение), крутящий момент, приведенный к ведущему звену (кривошипному валу) обеспечивающий его работу в требуемом режиме и геометрические размеры его звеньев, позволяющие передавать возникающие при работе механизма усилия.

Методика выполнения кинематических и силовых расчетов рычажного механизма зависит от его типа, а прочностной расчет геометрических размеров входящих в него звеньев – от их конструктивного исполнения и направления сил и моментов, действующих на них. В общем, случае расчет рычажного механизма выполняется в следующей последовательности:

• расчет размеров (длин), определение исходного и конечного положения звеньев механизма, а также величину перемещения и траекторию движения его выходного звена,
• расчет скоростей и ускорений, возникающих в звеньях механизма,
• расчет усилий, в том числе инерционных, действующих на звенья механизма и потребного крутящего момента приведенного к ведущему звену,
• прочностной расчет звеньев механизма, (коленвал, шатун, ползун, шарниры),
• прочие расчеты, определяемые спецификой конструкции и работы механизма.

Техническое черчение

Уклоном прямой ВС относительно прямой AB (фиг. 57, а) называется отношение:

i=AC/AB=tga

Конусностью называется отношение разности диаметров двух попе­речных сечений конуса к расстоянию между ними (фиг. 57,б)

k=(D-d)/l=2tga

Таким образом,

k = 2i

Уклон и конусность могут быть указаны: а) в градусах; б) дробью простой, в виде отношения двух чисел или десятичной; в) в процентах.

Например: конусность, выраженная в градусах — 11°25’16»; отношением — 1:5; дробью —0,2; в процентах — 20%, и соответственно этому уклон в градусах — 5°42’38»; отношением — 1:10; дробью—0,1; в процентах — 10%.

Для конусов, применяемых в машиностроении, OCT/BKC 7652 устанавливает следующий ряд нормальных конусностей — 1 :3; 1 :5; 1 :8; 1 : 10; 1 :15; 1:20; 1 :30; 1:50; 1 :100; 1:200, а также 30, 45, 60, 75, 90 и 120°.

Допускаются в особых случаях также конусности 1:1,5; 1:7; 1:12 и 110°.

Если требуется через точку Л, лежащую на прямой AB (фиг. 57, в), провести прямую с уклоном i=l:n относительно AB, надо отложить от точки А по направлению данной прямой n произвольных единиц; в конце полученного отрезка AB восстановить перпендикуляр ЕС длиной в одну такую же единицу. Гипотенуза AС построенного прямоугольного треугольника определяет искомую прямую.

Для проведения прямой заданного уклона l:n через точку M, не лежащую на данной прямой AB, можно поступать двояко (фиг. 58):

1) построить в стороне прямоугольный треугольник KLN (или KLN1) с отношением катетов l:n, причём катет KL ll AB; затем через точку M провести искомую прямую MD (или MD1) параллельно гипотенузе вспомогательного треугольника KN (или LN1);

2) опустить из точки M перпендикуляр ME на прямую AВ и при­нять его за единицу. По направлению прямой AB влево или вправо от точки E отложить n таких же отрезков; гипотенузы DM или MD1 по­строенных таким образом прямоугольных треугольников являются иско­мыми прямыми.

Построение конусности l:n относительно данной оси сводится к построению уклонов l:n/2 с каждой стороны оси.

Уклон или конусность чаще всего указывается в процентах или отношением единицы к целому числу. Рассмотрим эти способы построе­ния на примерах.

Пример 1. Требуется построить профиль сечения швеллера № 5 ОСТ 10017-39 (фиг. 59, а), если известно, что уклон его полок равен 10%

Размеры для построения берём из ОСТ 10017-39.

Проводим вертикальную прямую ek, равную h = 50 мм. Из точек e и k проводим прямые ec и kf, равные ширине полки b = 37 мм. Ввиду того, что обе полки швеллера одинаковы, ограничимся построе­нием только одной из них. Откладываем на прямой ec от точки с отре­зок cm, равный (b-d)/2. В точке m на перпендикуляре к прямой ec от­кладываем отрезок mn, равный t = 7 мм. Через точку n проводим прямую np параллельно ec, равную 50 мм.

Перпендикулярно к np из точки p проводим отрезок ps, равный по длине десяти процентам отрезка np. Величина его определяется из от­ношения:

ps/np=10/100,

откуда

ps=10*50/100=5 мм.

Прямая sn является искомой прямой, имеющей уклон 10% по отно­шению к ec. Дальнейшее построение профиля не представляет затруд­нений.

Отрезок np можно взять любой длины. Чем больше его величина, тем точнее будет построена прямая уклона. Однако для удобства вы­числения следует принимать отрезок np таким, чтобы длина его, выра­жаемая в миллиметрах, оканчивалась на 0 или 5.

П p и м e p 2. Построить профиль сечения двутавра № 10 ОСТ 10016-39 (фиг. 59, б), если известно, что уклон полок его равен 1:6. Размеры для построения берём из ОСТ 10016-39.

Проводим горизонтальную прямую cc, равную ширине полки b = = 68 мм. Через точку e, являющуюся серединой ширины полки, прово­дим вертикальную линию. Откладываем от точки с отрезок mс, равный

(b-d)/4. В точке m, перпендикулярно к отрезку cc, проводим прямую и

на ней откладываем отрезок mn, равный t=6,5 мм. Через точку n проводим горизонтальную прямую np, равную 30 мм, которая будет служить катетом прямоугольного треугольника. Чем длиннее катет, тем точнее будет построен уклон. Для удобства принимают длину отрезка np кратной шести, тогда второй катет будет равен целому числу. Вели­чина второго катета определяется из формулы

i=ps/np=1/6

где i — заданный уклон.

Подставив в формулу числовые значения, получим

ps=30/6=5 мм.

Откладываем в точке p под углом 90° к прямой np вычисленную длину второго катета, получим точку 5. Проводим через точки s и n прямую, которая и будет соответствовать искомой прямой, имеющей уклон 1 :6.

Построение сопряжений такое же, как и для швеллера в предыду­щем примере.