курсовик 17 (моя рпз)

Посмотреть архив целиком

Реферат

Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту “Проектирование и исследование механизмов двигателя и передачи мотосаней” содержит 37 страниц машинописного текста, 4 рисунка, 5 таблиц.

В расчетно-пояснительной записке проведено проектирование основного механизма двухцилиндрового четырёхтактного двигателя внутреннего сгорания, исследовано его движение, проведен кинематический и силовой расчёт основного механизма ДВС, проектирование цилиндрической эвольвентной зубчатой передачи, проектирование планетарного редуктора с заданным передаточным отношением, проектирование кулачкового механизма с роликовым толкателем.
































Проектирование и исследование механизмов двигателя и передачи мотосаней


Краткое описание работы механизмов мотосаней

Двухцилиндровый двигатель мотосаней («снежного мотоцикла») – четырёхтактный, карбюраторный, V-образный. Схема механизмов мотосаней представлена на рис. 1. Коленчатый вал 1 двигателя 2 с маховиком 3 расположен перпендикулярно продольной оси мотосаней. Между коленчатым валом и валом шкива 5 расположена муфта сцепления 4. При включённой муфте сцепления коленчатый вал двигателя соединён с остальными механизмами мотосаней или полностью отключён от них при выключенной муфте. В мотосанях коробка передач и дифференциал отсутствуют, а их функцию выполняет автоматическая клиноременная передача со шкивами 5 и 6 переменного диаметра, обеспечивающая изменение передаточного числа в зависимости от скорости движения мотосаней и нагрузки. Вал шкива 6 через пару косозубых колёс 7 и 8 связан с валом ведущей звёздочки 9 гусеницы 10.


































Схема двигателя представлена на рис. 2. Основной механизм двигателя состоит и двух кривошипно-ползунных механизмов, имеющих общий кривошип ОА коленчатого вала 1, шатуны 2 и 4 и поршни (ползуны) 3 и 5. Угол γ между осями двух цилиндров равен 90˚.















При таком устройстве рабочие такты в левом и правом цилиндрах сдвинуты руг относительно друга на 450˚. Рабочий цикл в каждом цилиндре двигателя совершается за два оборота коленчатого вала. Чередование процессов, протекающих в обоих цилиндрах, происходит в следующем порядке:



Первый оборот коленчатого вала

Второй оборот коленчатого вала

φ1

0˚ 90˚ 180˚ 270˚ 360˚ 450˚ 540˚ 630˚ 720˚

Левый

цилиндр

Расширение

Выпуск

Всасывание

Сжатие

Правый

цилиндр

Выпуск

Всасывание

Сжатие

Расширение

Выпуск


Различают два режима работы двигателя: 1) при холостом ходе, когда муфта сцепления выключена и коленчатый вал двигателя отключён от остальных механизмов мотосаней и 2) при номинальной нагрузке (во время движения мотосаней), когда муфта сцепления включена и соединяет коленчатый вал с валом шкива 5 (рис.1) и со всеми остальными механизмами.

Механизм газораспределения состоит их четырёх кулачков 6 (рис.2), закреплённых на распределительном валу 7, и толкателей 8, воздействующих на впускные (или выпускные) клапаны 9. Кулачковый механизм должен обеспечить заданный закон движения толкателя (рис.3). Вращение распределительному валу передаётся от коленчатого вала 1 парой зубчатых колёс 10 и 11, передаточное отношение которой















В мотосанях отсутствует планетарный редуктор, проектирование которого проведено по дополнительному заданию.


Наименование параметра

Обозначение

Размер-

ность

Числовые значения

Вар. A

1.

Средняя скорость поршня

(vB)ср; (vС)ср

м/с

7,25

2.

Отношение длины шатуна к

длине кривошипа

lAB / lOA

lAC / lOA


4,23

3.

Отношение расстояния от точки A до

центра тяжести шатуна к длине шатуна

lAS2 / lAB

lAS4 / lAB


0,30

4.

Диаметр цилиндра


d

м

0,066

5.

Число оборотов коленчатого вала при

номинальной нагрузке

n1ном

об/мин

4000

6.

Число оборотов коленчатого вала

при холостом ходе

n1хх

об/мин

600

7.

Максимальное давление в цилиндре

двигателя при номинальной нагрузке

(pmax)ном

МПа

2,41

8.

Максимальное давление в цилиндре

двигателя при холостом ходе

(pmax)хх

МПа

0,9

9.

Вес шатуна


G2; G3

Н

3,73

10.

Вес поршня


G4; G5

Н

2,26

11.

Момент инерции шатуна относительно оси, проходящей через его центр тяжести

I2s ; I4s

кг·м²

0,0012

12.

Момент инерции коленчатого вала


I'10

кг·м²

0,006

13.

Коэффициент неравномерности

вращения коленчатого вала

δ

__

1/120

14.

Угловая координата кривошипа для

силового расчёта

φ1

град

30

15.

Эффективная мощность двигателя

при номинальной нагрузке

Ne ном

Вт

7360

16.

Механический КПД двигателя


η

__

0,85

17.

Приведённые к коленчатому валу

моменты инерции деталей и гусеницы

Iпр0

кг·м²

0,21

18.

Ход толкателя кулачкового механизма


h

м

0,008

19.

Максимально допустимый угол

давления в кулачковом механизме

αдоп

град

28

20.

Угол рабочего профиля кулачка


δраб

град

120

21

Число зубьев колёс 7 и 8 (рис.1)


z7

z8

__

12

24

22.

Модуль зубчатых колёс 7 и 8

m

м

0,012

23.

Угол наклона зуба для колёс 7 и 8

β

град

10

24.

Параметры исходного контура

реечного инструмента

αo

αи

αс

град

20

1

0,25



1. Определение закона движения звена приведения.


1.1 Определение размеров кривошипа

по формуле:


1.2. Определение масштаба изображения и хода поршня.

Изображается кинематическая схема механизма в положении, заданном в техническом задании, то есть V-образно. Ход поршня равен двум длинам кривошипа.

Длина шатуна определяется из пропорции:

Масштаб изображения кинематической схемы на чертеже равен:


1.3. Построение индикаторной диаграммы.

В пределах отрезка Н—хода поршня строится индикаторная диаграмма по данным таблицы технического задания. Для этого длина отрезка Н разбивается на десять равных частей. Каждая часть отмечается долей 0.1, 0.2, … , 1.0. По оси ординат откладывается изменение давления в цилиндре поршневой машины. Для этого надо задаться на чертеже отрезком =54 мм, провести через точки 0.1, 0.2, …, 1.0 отрезки, параллельные оси ординат и отложить на каждом из них последовательно ординаты в миллиметрах . Полученные точки соединяются плавной кривой.

Масштаб индикаторной диаграммы:

1.4. Построение графика сил.

Индикаторная диаграмма перестраивается в график сил, действующих на поршень поршневой машины. Ординаты графика сил выбираются равными ординатам индикаторной диаграммы. Тогда масштаб графика сил по оси ординат равен: . Здесь -площадь поршня. . Таким образом,

На оси абсцисс отмечают положения точки С поршня, соответствующие положениям точки В кривошипа. Разбивают траекторию кривошипа на 12 равных частей. Нулевое положение выбирают на пересечении линии АС с траекторией точки В кривошипа—то есть от мёртвой точки поршня с момента начала процесса расширения в цилиндре поршневой машины. Затем от нулевой точки в сторону вращения кривошипа отмечают на окружности радиуса АВ точки 1,2,3,…12. Из каждой из указанных точек проводят дугу радиуса ВС до пересечения с линией АС. Получают точки 0-12, 1-11, 2-10, 3-9, 4-8, 5-7, 6—положения точки С поршня.

Сила считается положительной, если она совершает положительную работу. График сил строится также в пределах хода поршня—Н.


1.5 Определение кинематических параметров механизма.

Строятся планы скоростей в произвольном масштабе для каждой из 12 точек на траектории кривошипа. На самом деле, можно построить планы скоростей только для семи точек: 0,1,2,3,4,5,6. Из них определяются аналоги линейных скоростей подвижных точек механизма и передаточное отношение:

По полученным данным строятся соответствующие зависимости. По оси абсцисс масштаб определяют как отношения базы графика b=240 мм к 2 мм/рад.


1.6. Построение графиков приведённых моментов инерции второй группы звеньев.

Величины приведённых моментов рассчитывают по формулам:


Все кривые строятся в масштабе :


Суммарный момент определяется следующим образом:

По данным расчёта строят три графика приведённых моментов и аналитически их суммируют. Так как механизм имеет два цилиндра, и каждый из них имеет одинаковые размеры, но процесс во втором цилиндре смещён относительно процесса в первом (на 90˚), то кривую суммарного приведённого момента смещаем на заданный в техническом задании угол и получаем кривую суммарного приведённого момента инерции второй группы звеньев второго цилиндра. Затем обе суммарные кривые ещё раз суммируются на том же графике:




Таким образом, в каждом положении точки B кривошипа от 0 до 12 имеем значения суммарного приведённого момента инерции для двух цилиндров.

В первом приближении суммарный график приведённых моментов инерции второй группы звеньев может быть принят за график кинетической энергии второй группы звеньев , который построен в масштабе ,.


1.7. Построение графика приведённого момента от сил.

Расчёт приведённого момента производят по формуле: Или по более развёрнутой формуле:


В левом цилиндре:

при расширении при сжатии



Масштаб графика приведённых моментов:

Для получения графика суммарного приведённого момента второго цилиндра смещаем полученный график для первого цилиндра на заданный в техническом задании фазовый угол (450˚). Затем суммируем обе кривые с учётом знака приведённого момента в каждой из позиций от 0 до 12. В итоге получаем график суммарного приведенного движущего момента от сил, действующих на 2 поршня.


1.8. Построение графика работы движущих сил.

Строится график работы движущих сил методом графического интегрирования. Выбираем отрезок интегрирования ОК=80мм. При графическом интегрировании площадь криволинейной фигуры на каждом из участков интегрирования заменяют равновеликой площадью прямоугольника.

При установившемся режиме работы машинного агрегата работа движущих сил за цикл должна быть равна работе сил сопротивления. Это учитывается при определении приведённого момента сил сопротивления.

Приблизительно можно считать, что момент сопротивления постоянен на цикл работы машинного агрегата. Следовательно, график работы сил сопротивления будет иметь вид наклонной линии , начальной точкой которой является ноль, а конечной ордината со знаком минус.

Для получения графической зависимости из точки К отрезка интегрирования ОК проводят линию, параллельную оси до пересечения с графиком . Для получения численного значения величины замеряют ординату , мм и делят полученную величину на масштаб графика приведённого момента от сил, действующих на поршень . Тогда

Имея графические зависимости и , построенные в одном масштабе, в этих же координатных осях строим график суммарного приведённого момента с учётом знака каждого из моментов. Для экономии места на чертеже поднимаем ось на величину на графике .


1.9. Построение графика суммарной работы.

Для построения графика графически складывают графики