вариант 37 (как говорит Фурсяк - для девочек) (РПЗ-end)

Посмотреть архив целиком


Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и Ордена Трудового Красного Знамени государственный технический университет им. Н. Э. Баумана



Факультет «Робототехники и комплексной автоматизации»

Кафедра «Теории механизмов и машин»







РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту на тему:

«Проектирование и исследование механизмов

плунжерного насоса простого действия »








Студент: Арасланова А.Т.

Группа Э9-51

Консультант проекта:

Костиков Ю.В.








Москва 2009 г.

Реферат


В данной работе производиться исследование работы механизмов плунжерного насоса. Проект состоит из расчетно-пояснительной записки и четырех графических листов.

На первом листе производено определение закона движения механизма, расчет требуемого момента инерции маховых масс, обеспечивающего заданную неравномерность вращения коленчатого вала двигателя. Приведено аналитическое выражение передаточных функций по скоростям и координатам.

На втором листе производено исследование силового нагружения кривошипно-ползунного механизма двигателя. Приведены годографы сил в кинематических парах.

На третьем листе проведено проектирование зубчатой передачи привода распределительного вала. Приведена схема зацепления и схема станочного зацепления. Производиться кинематический расчет планетарного редуктора главной передачи.

На четвертом листе произведено конструирование кулачкового механизма масляного насоса по известному закону изменения ускорения. Приведен график угла давления в механизме.

























Содержание


Реферат 2

Содержание 3

Техническое задание 4

1. Определение закона движения механизма 8

1.1. Определение размеров кривошипно-ползунного механизма 8

1.2. Определение передаточных функций 8

1.3.Определение приведенных моментов инерции 9

1.4. Определение приведенных моментов сил сопротивления 10

1.5. Определение работы сил сопротивления 11

1.6. Построение графиков кинетической энергии, суммарной работы и кинетической энергии всех звеньев механизма 11

1.7.Определение закона движения механизма 11

2. Силовой расчет 12

2.1 Начальные данные, построение кинематической схемы 13

2.2 Нахождение скоростей точек механизма 13

2.3 Определение ускорений точек механизма 14

2.4 Определение значений и направлений главных векторов и главных моментов сил инерции для заданного положения механизма 15

2.5 Силовой расчет 15

3.Проектирование зубчатых передач 16

3.1 Выбор коэффициента смещения реечного инструмента 18

3.2 Построение профиля колеса 18

3.3 Построение проектируемой зубчатой передачи 19

3.4 Построение планетарного зубчатого механизма с цилиндрическими колесами 20

4.Проектирование кулачкового механизма 22

4.1. Построение кинематических диаграмм 22

4.2. Определение основных размеров кулачкового механизма 22

4.3. Построение профиля кулачка 23

4.4. Построение графика изменения угла давления 24

Заключение 25

Список литературы 26













Техническое задание


Проектирование и исследование механизма насоса простого действия.


Определить основные размеры звеньев по заданным условиям (средняя скорость поршня, число оборотов коленчатого вала на холостом ходу).

Определить момент инерции маховых масс обеспечивающих заданный коэффициент неравномерности при установившемся режиме.

Построить диаграмму изменения угловой скорости коленчатого вала для установившегося режима работы.

Построить картину силового нагружения механизма.

Определить силовые факторы в кинематических парах при значении угловой координаты кривошипа 270.

Построить кинематические диаграммы движения толкателя.

Определить минимальные размеры кулачка из условия недопустимости заклинивания.

Построить диаграмму изменения угла давления в зависимости от поворота кулачка.

Спроектировать зубчатую передачу привода кулачкового механизма.

Спроектировать планетарный редуктор главной передачи.



























Краткое описание работы механизма



Насос простого действия состоит из кривошипно-ползунного механизма 1, 2, 3, ползун 3 которого является плунжером насоса, совершающим возвратно поступательное движение в горизонтальном цилиндре 4 с автоматически действующими клапанами 5, 6.

  Рабочий цикл такой установки совершается за один оборот кривошипа 1. При движении плунжера 3 вправо происходит всасывание жидкости в цилиндр при давлении ниже атмосферного pmin и при движении поршня влево - нагнетание жидкости в трубопровод при давлении pmax (смотрите индикаторную диаграмму).



    


Коленчатый вал 1 кривошипно-ползунного механизма приводится во вращательное движение от электродвигателя 7 через планетарный редуктор с колесами 8, 9, 10, 11, водило 12 и муфту 13. Для обеспечения требуемой неравномерности движения коленчатого вала имеется маховик 14.
      Смазка подвижных соединений механизма установки осуществляется под давлением от масляного насоса
17 кулачкового типа. Закон движения толкателя в пределах рабочего угла поворота кулачка jраб .Вращение кулачка 17 осуществляется от кривошипа 1 через корригированные зубчатые колеса 15 и 16 с неподвижными осями вращения.


ц/п

Наименование параметра

Обозначение

Единица СИ

Численные значения для вариантов



А



1

Средняя скорость поршня 3 насоса

Vср

м/с



0,635



2

Число оборотов коленчатого вала 1

n1

с-1



1,67



3

Отношение длины шатуна к длине кривошипа 1

lAB/lOA



4,80



4

Положение центра тяжести шатуна 2

lAS2/lAB



0,25



5

Диаметр цилиндра 4

d

м



0,12



6

Давление плунжера 3

Pmax

МПа



1,00



Pmin

МПа



0,05



7

Вес шатуна 2

G2

Н



94



8

Вес поршня (плунжера 3)

G3

Н



220



9

Положение центра тяжести звена 3

lBS3

м



0,20



10

Момент инерции шатуна

JS2

кг· м2



0,18



11

Коэффициент неравномерности вращения вала 1



1/21



12

Момент инерции коленчатого вала (без маховика)

J'O1

кг· м2



0,03



13

Маховой момент ротора электродвигателя 7

Н· м



0,145



14

Маховой момент муфты 13

кг· м2



0,03



15

Момент инерции редуктора, приведенный к вала 1

кг· м2



0,25



16

Угловая координата кривошипа для силового расчета

1

град



270



17

Рабочий угол поворота кулачка

раб

град



280



18

Число зубьев колес 3

z15



11



z16



17



19

Угол наклона зубьев для колес 15-16

град



0



20

Модуль зубчатых колес 15-16

m

мм



4,5



21

Число сателлитов в планетарном редукторе

K



3



22

Передаточное отношение планетарного редуктора

u8-12



8,9



23

Ход плунжера 17" маслянного насоса 17

h

м



0,014



24

Угол давления в кулачковом механизме 17

[ ]

град



18



25

Угол рабочего профиля кулачка

раб

град



360



26

Радиус скругления плунжера по отношению к r0

/r0



0,25






1.Определение закона движения механизма

1.1.Определение размеров кривошипно-ползунного механизма.

Для того чтоб сделать возможным дальнейший кинематический расчет необходимо определить основные размеры механизма по заданным параметрам (средняя скорость поршня на холостом ходу и количество оборотов коленчатого вала на холостом ходу).

Определяется время одного оборота Т.




Ход поршня равняется удвоенной длине кривошипа.



Используя определение средней скорости производиться определение длины кривошипа.





По заданной относительной длине определяется длина шатуна.



1.2 Определение передаточных функций

Для определения передаточных функций механизма на листе вычерчена кинематическая схема основного механизма в масштабе μl=500 мм/м. Угол поворота кривошипа разбит на 12 интервалов и, в направлении угловой скорости проставлены номера позиций (с 0 до 12).


Для первых шести положений кривошипа (положения 0, 1, 2, 3, 4, 5) построены в произвольном масштабе планы возможных скоростей , , , , возможные скорости центров масс шатунов построены методом пропорционального деления.

Для положений 6, 7, 8, 9, 10, 11,12 планы будут выглядеть аналогично построенным.

По соответствующим отрезкам планов определены кинематические передаточные функции (по соответствующим им отрезкам).


Передаточные функции. Таблица 1.2


,˚

(№ поз.)

(0)

30°

(1)

60°

(2)

90°

(3)

120°

(4)

150°

(5)

180°

(6)

210°

(7)

240°

(8)

270°

(9)

300°

(10)

330°

(11)

VQB


0


0,068

0,091

0,095

0,076

0,038

0

0,038

0,076

0,095

0,091

0,068


VQS2


0,072

0,080

0,093

0,095

0,088

0,076

0,072

0,076

0,088

0,095

0,093

0,080

U2-1


-0,207

-0,180

-0,100

0

0,100

0,180

0,207

0,180

0,100

0

-0,100

-0,180



1.3. Определение моментов инерции звеньев.

В соответствии с определением приведенного момента инерции вычисляется приведенный к кривошипу момент инерции. На графическом листе 1 приведены графики приведенного момента шатуна, ползуна, суммарного приведенного момента инерции второй группы звеньев.

Суммарный приведенный момент инерции равен сумме трех предыдущих.

Так как моменты от сил тяжести не превышают 5%, то их можно не учитывать.



Таблица 1.3

Величина

Раз­мер­ность

Положение механизма

0,12

1,11

2,10

3,9

4,8

5,7

6

0

0,141

0,370

0,403

0,236

0,064

0

0,087

0,123

0,185

0,201

0,160

0,110

0,087

0,014

0,010

0,003

0

0,0037

0,011

0,014

0,101

0,274

0,558

0,604

0,399

0,185

0,101





1.4.Определение приведенных моментов сил сопротивления

Чтобы упростить определение закона движение механизма, заменяется реальный механизм одномассовой динамической моделью и находится приложенный к ее звену суммарный приведенный момент:

.

На корпусе двигателя установлен ряд вспомогательных систем и устройств таких как системы смазки, охлаждения и.т.д. дополнительные потери возникают из за трения в подшипниках, на стенках цилиндра, взбалтывания масла. Из-за постоянного характера этих потерь приведенный момент сил сопротивления предполагается постоянным.

Приведённый момент, заменяющий силу сопротивления FС, определяется в каждом положении механизма по формуле: