тмм 15 с небольшими косяками (rpz)

Посмотреть архив целиком


ЗАДАНИЕ № 15


Проектирование и исследование механизмов поршневого детандера

Краткое описание работы механизмов автомобиля.


Детандерами называются машины, служащие для создания холода за счет внешней работы, совершаемой расширяющимся газом. Детандеры широко применяются в технике глубокого холода.


Детандер высокого давления (рис. 1)—вертикальная одноцилиндровая машина простого действия. Основным механизмом детандера является кривошипно-ползунный механизм, состоящий из коленчатого вала 1, шатуна 2 и поршня 3. Рабочее тело — воздух, сжатый до давления рmax, поступает в цилиндр детандера 4 через впускной клапан 8. При движении поршня вниз сжатый воздух расширяется, производя работу. Рабочий цикл детандера совершается за один оборот коленчатого вала. Изменение давления в цилиндре детандера в зависимости от положения поршня представлено индикаторной диаграммой (рис. 2), данные для построения которой приведены в табл.

рис.1

рис. 2

. Рабочее тело удаляется из цилиндра после расширения через выпускной клапан 11. Клапаны открываются принудительно посредством штоков-толкателей 7 и 10. Кулачки впуска 6 и выпуска 9 насажены на коленчатый вал детандера. Схема кулачкового механизма привода впускного клапана изображена на рис. 3, а закон изменения ускорения толкателя кулачкового механизма — на рис. 4.

Рис.3 рис.4


Работа детандера воспринимается генератором электрического тока 14. Маховик-шкив 12, насаженный на коленчатый вал, передает движение шкиву генератора с помощью клиноременной передачи 18. Коленчатый вал снабжен двумя противовесами 5.

В установке «поршневой детандер-генератор отсутствуют зубчатая передача и планетарный редуктор, проектирование которых провести по дополнительному заданию ( рис. 5, табл. 3).















Рис.5

Объем и содержание курсового проекта


Лист 1. Проектирование основного механизма детандера и определение закона его движения.

  1. Определение основных размеров звеньев механизма по заданным условиям (средняя скорость поршня, число оборотов коленчатого вала; отношение длины шатуна к длине кривошипа).

  2. Определение необходимого момента инерции маховых масс, обеспечивающих вращение коленчатого вала с заданным коэффициентом неравномерности при установившемся режиме работы. Определение момента инерции дополнительном моховой массы (маховика), установленной на коленчатом валу.

  3. Построение диаграммы изменения угловой скорости коленчатого вала за время одного цикла установившегося режима работы.


Лист 2. Силовой расчет основного механизма детандера с учетом динамических нагрузок.

  1. Определение углового ускорения звена приведения по уравнению движения в дифференциальной форме (на основании исследования, выполненного на листе 1 проекта) в положении механизма, соответствующем заданному углу j1. Определение линейных ускорений центров тяжести и угловых ускорении звеньев.

  2. Построение картины силового нагружения механизма.

  3. Определение сил в кинематических парах механизма.

  4. Оценка точности расчетов, выполненных на листах 1 и 2 проекта, по уравнению моментов или уравнению сил для ведущего или ведомого звена механизма.


Лист 3. Проектирование зубчатой передачи и планетарного редуктора

  1. Выполнение геометрического расчета эволъвентной зубчатой передачи z5, z6

  2. Построение схемы станочного зацепления при нарезании колеса с меньшим числом зубьев и профилирование зуба (включая галтель) методом огибания.

  3. Вычерчивание схемы зацепления колес с указанием основных размеров и элементов колес и передачи.

  4. Проектирование планетарного редуктора (подбор чисел зубьев) по заданному передаточному отношению редуктора и числу сателлитов. Допустимое отклонение iред±5%.

  5. Определение передаточного отношения, линейных скоростей и чисел оборотов звеньев спроектированного редуктора графическим способом.


Лист 4. Проектирование кулачкового механизма привода впускного клапана


  1. Построение кинематических диаграмм движения толкателя (ускорения, скорости, перемещения) по заданному закону изменения ускорения толкателя (рис. 4).

  2. Определение основных размеров кулачкового механизма наименьших габаритов с учетом максимально допустимого угла давления (q).

  3. Построение профиля кулачка (центрового и конструктивного) .

  4. Построение диаграммы изменения угла давления в функции угла поворота кулачка.



























Исходные данные



п/п

Наименование параметра

Обозначение

Единица СИ

Значения

1

Средняя скорость поршня

vср

м/с

1,53

2

Отношение длины шатуна к длине кривошипа

lAB/lOA

-

4,80

3

Отношение расстояния от точки А до центра тяжести шатуна к длине шатуна

lAS2/lAB

-

0,25

4

Диаметр цилиндра

d

м

0,080

5

Число оборотов коленчатого вала

n1

c-1

4,26

6

Максимальное давление воздуха в цилиндре

Pmax

МПа

11,772

7

Вес шатуна

G2

Н

290

8

Вес поршня

G3

Н

500

9

Момент инерции шатуна относительно оси, проходящей через его центр тяжести

J2S

кг·м2

0,737

10

Момент инерции коленчатого вала (без маховика)

J10

кг·м2

4,2

11

Коэффициент неравномерности вращения коленчатого вала

-

1/25

12

Угловая координата кривошипа для силового расчета (рис. 15-1)

1

град

60

13

Угол рабочего профиля кулачка

раб

град

60

14

Ход толкателя кулачкового механизма

h

м

0,008

15

Максимально допустимый угол давления в кулачковом механизме



град

35

Таблица 1.


Таблица 2.

Путь поршня (в долях хода Н)

Sb/H

0

0,05

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

Давление воздуха (в долях от Pmax)

P/Pmax

Для хода поршня вниз


1,60

1,00

1,00

0,00

0,92

0,70

0,54

0,44

0,36

0,32

0,30

0,20

Для хода поршня вверх


1,60

1,34

1,16

0,10

0,10

0,10

0,10

0,10

0,10

0,10

0,10

0.20

Таблица 3.


п/п

Наименование параметра

Обозначение

Размерность

Значение

1

Передаточное отношение механизма

i56

­-

13

2

Числа зубьев колес 5, 6

z5

-

11



z6

-

18

3

Модуль зубчатых колес 5. 6

m

мм

4

4

Число сателлитов в планетарном редукторе

град

10

5

Число сателлитов в планетарном редукторе

K

-

3

6

Параметры исходного контура реечного инструмента

























    1. Определение законов движения механизма.

    1. Постановка задачи:

Для заданного механизма поршневого детандера при известных массах и моментах инерции звеньев и заданном законе изменения давления в цилиндрах определить закон движения и дополнительную маховую массу, которая обеспечивает движение механизма с заданным коэффициентом неравномерности.

Допущения: звенья механизма абсолютно жесткие, кинематические пары идеальные, при заданном коэффициенте неравномерности можно принять ω1≈ ωср

    1. Исходные данные для синтеза

Проектирование кривошипно-ползунного механизма ведется по средней скорости поршня (ползуна). При этом известными являются следующие параметры: средняя скорость поршня Vср=1.53 м/с, частота вращения вала кривошипа n=4.26 с-1, отношение длин шатуна к длине кривошипа = =4.80, отношение расстояния от центра тяжести шатуна до точки А к длине шатуна = =0.25


Случайные файлы

Файл
101835.rtf
metod.doc
147323.rtf
132985.rtf
124559.rtf




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.