34 а (расчетно-пояснительная записка)

Посмотреть архив целиком

МГТУ им. Н. Э. Баумана, кафедра РК-2

Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту по теории механизмов и машин

Задание №34-А

Проектирование и исследование механизмов кислородного двухцилиндрового компрессора

Выполнил:

Проверил:

Москва 2015

Оглавление

Дано 2

Условие 2

Исходные данные 2

Таблица №34-1 2

Таблица 34-2 2

Лист 1 2

Синтез механизма 2

Кинематический анализ 2

Определение положений звеньев 2

Аналоги угловых скоростей и ускорений звеньев, совершающих плоское движение. 2

Аналоги скоростей и ускорений точек приложения масс 2

Определение суммарного приведенного момента инерции звеньев II группы 2

Приведение сил 2

Приведенные моменты сил сопротивления. 2

Приведенный момент движущих сил 2

Момент инерции первой группы звеньев 2

Определение угловой скорости динамической модели 2

Определение углового ускорения динамической модели 2

Результаты кинематического анализа 2

Лист 2 2

Силовой расчет механизма 2

Определение главных векторов и главных моментов сил инерции. 2

II Группа 4-5 (ВВП) 2

II Группа 2-3 (ВВВ) 2

I Группа 1-0 (В) 2

Результаты силового расчета 2

Лист 3 2

Проектирование зубчатой передачи и планетарного редуктора. 2

Расчет параметров зубчатой передачи. 2

Выбор коэффициентов смещения. 2

Характеристики зубчатой передачи 2

Построение станочного зацепления. 2

Построение зубчатой передачи. 2

Проектирование планетарного редуктора 2

Графическая проверка 2

Лист 4 2

Проектирование кулачкового механизма 2

Построение фазового портрета 2

Построение центрового и конструктивного профилей кулачка 2

График угла давления 2

Результаты проектирования кулачкового механизма 2

Результаты проектирования 2





Дано

Условие

Задание №34

Проектирование и исследование механизмов кислородного двухцилиндрового компрессора

Горизонтальный двухцилиндровый кислородный компрессор простого действия (рис 34.1а) предназначен для наполнения газообразным кислородом снятых с самолета баллонов и парашютных кислородных приборов. Баллоны заряжаются кислородом до необходимого давления путем перепуска и последующего перекачивания газа из аэродромных кислородных баллонов.

Основным механизмом компрессора является шестизвенный шарнирно-рычажный механизм. Он состоит из коленчатого вала 1, шатуна 2, углового рычага 3, шатуна-серьги 4, плунжера 5 с двумя поршнями и двух цилиндров 6, 6’. Коленчатый вал I приводится в движение асинхронным электродвигателем 10 через упругую муфту 9, планетарный редуктор 8 и зубчатую передачу . Для обеспечения движения механизма с заданной неравномерностью на коленчатом валу компрессора помещен маховик 7. Смазка механизма осуществляется от масляного насоса, плунжер которого приводится в движение от кулачка 11, закрепленного на валу зубчатого колеса . Схема кулачкового механизма 11-12 масляного насоса 13 представлена на рис. 34-Iа, закон изменения ускорения плунжера насоса(толкателя 11)- на рис. 34-Iб. Изменение давления по перемещению поршней в цилиндрах 6, 6’ компрессора характеризуется индикаторными диаграммами(рис. 34-Iв), данные для построения которых приведены в табл. 34-2.

Примечания. 1. Центры тяжести звеньев 2 и 5 принять посредине их длин.

2. Определение размеров следует произвести по заданным ,Θ,β,, полагая, что стержень DC звена 3 в средней позиции занимает вертикальное положение.



Исходные данные

Таблица №34-1

п/п

Наименование параметра

обозначение

размерность

А

1

Максимальный ход поршней

HF

М

0,070

2

Угол качания коромысла

β

Град

36

3

Конструктивный угол

θ

Град

165

4

Размер по стойке

h2

М

0,118

5

Максимальный угол давления для звеньев 4 и 5

αmax

Град

8

6

Коэффициент изменения скорости

Kυ

-

1

7

Число оборотов вала двигателя

nд

Об/мин

2920

8

Число оборотов коленчатого вала

n1

Об/мин

140

9

Максимальное давление в цилиндре

pmax

МПа

15

10

Диаметр цилиндра

d

м

0,075

11

Масса звеньев

G1

Кг

0,5

G2

Кг

1,2

G3

Кг

2,8

G5

Кг

4,9

12

Моменты инерции звеньев относительно осей, проходящих через ц.т.

J1s

кг∙м∙сек2

0,0001

J2s

кг∙м∙сек2

0,01

J3s

кг∙м∙сек2

0,06

13

Маховой момент ротора эл.двигателя

кг∙м2

0,35

14

Маховой момент планетарного редуктора относительно оси колеса()

кг∙м2

0,15

15

Коэффициент неравномерности вращения коленчатого вала

δ

-

1/15

16

Угловая координата коленчатого вала для силового расчета

φ1

Град

60

17

Угол рабочего профиля кулачка

δраб

Град

180

18

Ход плунжера насоса(толкателя кулачкового механизма)

hE

М

0,035

19

Максимально допустимый угол давления в кулачковом механизме

Град

30

20

Отношение величин ускорений толкателя

-

1

21

Число зубьев

-

12

-

18

22

Модуль зубчатых колес

m

мм

5

23

Число сателлитов в планетарном редукторе

K

-

3



Значение давления в цилиндрах компрессора в долях от в зависимости от положения поршня

Таблица 34-2

Движение поршней

Sf/Hf

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

Цил.6

вправо

1

0,5

0,28

0,2

0,2

0,2

0,2

0,2

0,2

0,2

0,2

влево

1

1

1

0,74

0,57

0,46

0,38

0,32

0,27

0,23

0,2

Цил.6

вправо

0,2

0,2

0,2

0,2

0,2

0,2

0,2

0,2

0,28

0,5

1,0

влево

0,2

0,23

0,27

0,32

0,38

0,46

0,57

0,74

1

1

1





Лист 1

Синтез механизма

Найдем недостающие размеры звеньев механизма , по заданным ,Θ,β,, полагая, что стержень DC звена 3 в средней позиции занимает вертикальное положение.

Найдем длину звена CD, учитывая, что в вертикальном и крайнем положении точка D смещается на в проекции на ось ОХ.

Длина звена CB равна длине звена CD.

Найдем длину звена DF, учитывая что в вертикальном положении максимальный угол давления для звеньев 4 и 5 равен .

Определим длину звеньев AB и AO из условия, что в крайних положениях звена 3 звенья AB и AO находятся на одной прямой. Запишем систему уравнений для этих положений.

Для крайнего правого положения точки B:

И для крайнего левого положения точки B:

,где -угол наклона звеньев AB и AO в крайних положениях звена 3.

Решение системы в программе MathCAD приведено в приложении.

Результаты решения системы





мм

мм

мм

мм

мм

рад








Кинематический анализ

Определение положений звеньев

Выберем правую декартову линейную систему координат с началом отсчета, совпадающим с точкой О.

Введем обобщенную координату - угол поворота звена 1 φ1.

В данном случае в начальном положении звено 1 наклонено с положительным направлением оси Х на угол 165 град.

Определим положения звеньев, а также характерных точек, которые они занимают при работе механизма в зависимости от обобщенной координаты.

I Группа 1-0 (B)

Найдем положение точки А в зависимости от обобщенной координаты.





II Группа 2-3 (ВВB)

Найдем положение точек В, С и S2, а также углы наклона звеньев 2 и 3 с положительным направлением оси Х в зависимости от обобщенной координаты.






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.