150 (пояснит записка)

Посмотреть архив целиком




Факультет “Специальное машиностроение ”

Кафедра “Теория механизмов и машин”





Расчётно-пояснительная записка


к курсовому проекту

на тему


Проектирование и исследование механизмов ДВС компрессорной установки ”








Разработал:

Королев Н.С..

группа СМ8-51


Руководитель: Чернышева И.Н.











Москва 2006г.

Техническое задание №150А

Проектирование и исследование механизмов

ДВС-насосной установки.


ДВС-насосная установка представляет собой V-образную поршневую машину, у которой развал осей цилиндров I и II равен 60 (рис. 1, а). она состоит из двух кривошипно-ползунных механизмов, причем кривошипы 1 и 1`, шатунов 2 и 4 одинаковы, а поршни 3 и 5 имеют разные диаметры: диаметр цилиндра I ДВС равен d3, диаметр цилиндра Iiнасоса – d5.

Движение передается от ДВС через муфту М (рис. 1,б) на коленчатый вал насоса 1`. Для обеспечения заданной амплитуды колебаний угловой скорости на коленчатом валу двигателя установлен маховик Мах, обеспечивающий заданный коэффициент неравномерности d.

Рабочие процессы в циллиндрах I и II двухтактные. Последовательность чередования рабочих процессов в цилиндрах представлена в табл. 1. Характер изменения давления в цилиндре по ходу поршня 3 представлен индикаторной диаграммой ДВС, данные для построения которой приведены в табл.2. В цилиндре II на этапе нагнетания pi/pmax=1, а при всасывании pi/pmax н = -0,006.

Максимальное давление в цилиндре двигателя pmax д в зависимости от максимального давления в цилиндре насоса pmax н определяется по формуле pmax д =a pmax н (dн/dд)2/hE.

Перемещение впускного клапана двигателя осуществляется кудачковым механизмом. Кулачек приводится в движение посредством зубчатой передачи 6-7-6` от коленчатого вала (угол наклона линии зуба b=0). Закон изменения тангенциального ускорения at толкателя в зависимости от угла поворота кулачка представлен на рис. 1, в.


















Содержание курсового проекта.

При выполнении курсового проекта прорабатываются следующие вопросы:

1.Проектирование основного рычажного механизма и определение закона движения его начального звена:

а) расчет размеров звеньев механизма по заданным условиям;

б) анализ характера изменения внешних сил, действующих на звенья механизма;

в) выбор динамической модели машины и определение ее параметров – суммарного приведенного момента сил и суммарного приведенного момента энерции;

г) определение закона движения начального звена механизма;

2. Силовой расчет рычажного механизма:

а) определение линейных ускорений центров масс и угловых ускорений звеньев;

б) определение главных векторов сил инерции и главных моментов сил инерции;

в) анализ силового нагружения входного, выходного и промежуточных звеньев механизма;

г) определение сил, действующих в кинематических парах механизма;

д) определение неизвестной внешний силы(или момента) и оценка погрешности расчета.

3. проектирование зубчатой передачи и планетарного редуктора:

а) выбор коэффециенто смещения исходного производящего контура, обеспечивающего требуемые свойства передачи;

б) расчет геометрических параметров зубчатых колес и передачи;

в) исследование станочного зацепления исходного производящего контура с меньшим зубчатым колесом и профилирование зуба(включая переходную кривую) методом огибания(обкатки);

г) построение схемы зацепления зубчатых колес и обеспечение основных элементов колес передачи;

д) проектирование кинематической схемы зубчатого планетарного механизма(выбор числа зубьев колес) по заданному значению передатосчного отношения с учетом условий соседства сателлитов, соосности входного и выходного валов и возможности сборки механизма в многосателлитном исполнении.

4. проектирование кулачкового механизма:

а) согласование движения основного и вспомогательных механизмов и определение фазовых угллов кулачка;

б) построение графика передаточной функции скорости толкателя и графика перемещения толкателя по заданной форме графика его ускорения;

в) выбор оптимальных размеров кулачкового механизма с учетом допустимых углов давления;

г) построение профиля кулачка;

д) построение графика углов давления в функции угла поворота кулачка.












































1.Определение закона движения механизма


    1. Определение основных размеров звеньев по заданным начальным условиям.

Поектирование кривошипно-ползунного механизма ведется по ходу поршня(ползуна). При этом известным является следующие параметры: ход поршня Н=0,24м и l2 = lBC / lAB = 3,8, a l3 = lBS2 / lBC = 0,26 - отношение длин.

Воспользовавшись соотношением что lAB=lAD=H/2=0,12м определяем lBC = 3,8*0,12м=0,456м,

lDS2=0,26*0,456=0,11856м.

Учтя условие равенства звеньев механизма получае что

lDS4=lBS2=0,11856м,

lDE=lBC=0,456м.


    1. Вычесление передаттотчной функции скоростей кривошипно-ползунного механизма.

Искомые передаточные функции находяться по следующим соотношениям

Voc=Vc/w1; VQE=VE/w1; U21=w2/w1 и U41=w4/w1; где

w 1 – угловая скорость кривошипа 1;

w 2 – угловая скорость шатуна 2;

w 4 – угловая скорость шатуна 4;

Vc,VE – линейные скорости точек С и Е соответственно.

Таблица с полученными значениями для 12 положений кривошипа 1:

F

VqC,E

U41,U21

0

0

-0,26

30

0,074

-0,23

60

0,118

-0,14

90

0,12

0

120

0,09

0,14

150

0,046

0,23

180

0

0,26

210

0,046

0,23

240

0,09

0,14

270

0,12

0

300

0,118

-0,14

330

0,075

-0,23


    1. Построение индикаторной диаграммы давления.

Воспользуемся данными из условия: Pнmax=0,45МПа, тогда Рдmax=aPнmax(dн/dд)2/hE где a=4,66 из начальных условий. Зная, что dн=0,095м и dд=0,115м подсчитаем площади поверхностей поршней:

Sд=0,0103м2 и Sн=0,00709м2.

hE определяется из соотношения hE=hнhд=1*1=1, тогда Pдmax=1,431МПа.

По полученным значениям вычертим индикаторные диаграммы давления в цилиндре двигателя и насоса.


    1. Анализ и расчет активных сил действующих на звенья механизма.

На звеньях механизма действуют следующие силы и моменты:

А) движущие силы Fд или моменты Мд, развиваемые двигателем.

Сила считается движущейся, если работа ее за один период цикла положительна(даже когда она знакопеременна). Это происходит в том случае, если скалярное произведение Fд*Vм > 0, т.е. положительно (Vм – скорость точки приложения силы).

Моменты движущих сил Mд направлены в сторону вращения (совпадают по направлению с угловой скоростью звена);

Б) силы Fс или моменты Мс полезного сопротивления.

Силы сопротивления,в свою очередь, делятся на силы полезных (технологических) сопротивлений и силы вредных сопротивлений.

Силы Fс или моменты Мс полезного сопротивления – силовые факторы, возникновение которых предопределяется технологическим процессом рабочей машины. Силами вредных сопротивлений являются в основном силы трения. Эти силы всегда имеют место при относительном перемещении соприкасающихся звеньев.

Работа сил(моментов) сопротивления за переод цикла отрицательна,и скалярное произведение Fc*Vм < 0. Моменты сил сопротивления Мс направлены противоположно движению.

В) силы тяжести Gi отдельных звеньев механизма.


На поршень двигателя действует движущая сила, а на поршень насоса сила сопротивления. Для определения сил давления на поршни, необходимо давление умножить на площадь поршня, на которую действует сила. При построении графика силы, действующей на поршень, ординаты этого графика принимаем равным ординатам индикаторной диаграммы.

Значение силы действующих на поршень расчитаем из соотношения

Fci=Pcipdc2/4

где pdc2/4 постоянная для насоса и двигателя, равная площади соответствующего цилиндра.


    1. Выбор динамической модели меданизма.

Для механической системы с числом свободы W, в частности для машины с W=1, уравнение движения можно записать в форме уравнения Лагранжа II рода:

(2.1)

где Т- кинетическая энергия системы;

Q – обобщенная сила;

- обобщенная скорость;

q – обобщенная координата.

Обобщенная сила Q определяется как сила, совершающая на возможном перемещении системы ( при любом возможном изменении координаты q) работу, равную работе всех сил, находящихся в системе. Q имеет размерность силы, если q – линейная величина, и размерность момента, если q – угол.






Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.