Mecanisme - Biela, Manivela, Piston

1) Tema proiectului

Se consideră ansamblul piesei mecanice format din motor de acţionare, transmisie mecanică prin roţi dinţate şi un mecanism de lucru.

2) Mecanismul cu bare

Să se efectueze sinteza dimensională şi analiza structurală, cinematică, cinetostatică, pentru mecanismul cu bare (bielă-manivelă) la care se cunosc:

a) Schema structurală:

1-manivelă

2-bielă

3-piston

4-element fix (batiu)

b) Datele mecanismului:

S=cursa pistonului=170 [mm];

θmax=15[°]; (θ=unghi de presiune);

ω1=3 rad/s;

ε1=0.

3) Sinteza dimensională a mecanismului cu bare

Aceasta are rolul de a determina lungimile bielei şi manivelei, determinarea perioadei de rotaţie a manivelei şi verificarea autoblocării mecanismului.

Determinarea perioadei de rotaţie a manivelei

T=2π/ω1=2,1 [s]

Determinarea lungimilor manivelei şi bielei

Pentru aflarea lungimilor acestor elemente, se consideră trei poziţii particulare ale punctelor A, B şi C. Astfel, vom avea două cazuri când cele trei puncte sunt coliniare şi un caz când cele trei puncte formează un unghi drept.

Poziţia 1 Poziţia 2 Poziţia 3

În poziţia 1, unghiul θmax este unghiul (ACB).

sin θmax=AB/BC, de unde BC=AB/sin θmax

Punctul C din poziţia 2 îl vom denumi C’, iar punctul C din poziţia 3 îl vom denumi C’’. Rezultă deci, că S (cursa pistonului)=A C’ - A C’’=2AB=>AB=S/2.

Deci AB=85 [mm].

Manivela are lungimea de 85 [mm].

BC=AB/sin θmax=85/sin 15

BC=327 [mm].

Biela are lungimea de 327[mm].

Verificarea autoblocării mecanismului

Autoblocarea este legată de un parametru numit unghi de presiune. Unghiul de presiune este unghiul (ACB).

Unghiul de presiune se defineşte ca fiind unghiul care se formează între direcţia unei forţe şi direcţia vitezei punctului său de aplicaţie. Cu cât acest unghi este mai mare, cu atât solicitarea şi uzura elementelor sunt mai pronunţate, iar randamentul mai redus. Depăşirea unei anumite valori limită a unghiului de presiune conduce la autoblocarea mecanismului.

Se compară θmax ≤ θa; θa=15°

Inegalitatea este adevărată intrucât θmax=15°.