курсач 51 (Вся записка)

Посмотреть архив целиком

44





Реферат.

Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту «Проектирование и исследование механизмов сильфонного поршневого компрессора» содержит :

41 страницу машинописного текста и 19 таблиц.

В расчетно-пояснительной записке приведено :

проектирование , определение закона движения приведенного звена , кинетостатический силовой расчет основного механизма , проектирование цилиндрической эвольвентной зубчатой передачи , проектирование однорядного планетарного механизма , проектирование кулачкового механизма .































Содержание.

  1. Техническое задание 5

    1. Краткое описание работы механизмов установки 5

    2. Исходные данные 5

2. Определение закона движения механизма 8

    1. Определение размеров механизма 8

    2. Силы, дествующие на звенья механизма 8

    3. Построение графика силы сопротивления 8

    4. Нахождение значений передаточных функций 9

    5. Построение графика приведённого момента 10

    6. Построение графика суммарной работы

    7. Построение графиков приведенных моментов инерции

II группы звеньев 12

2.8 Построение графика угловой скорости 13

2.9. Построение графика времени первого оборота 14

2.10. Построение графика углового ускорения 14


3. Силовой расчет механизма

    1. Исходные данные для силового расчёта 16

    2. Построение схемы механизма 16

    3. Определение скоростей точек механизма 16

    4. Определение ускорений точек механизма 17

3.5 Определение главных векторов и главных моментов

сил инерции 18

3.6 Силовой расчёт 18

4. Проектирование зубчатой передачи и планетарного механизма 21

4.1. Геометрические расчеты эвольвентных зубчатых

передач внешнего зацепления 21

4.2.Программа расчёта параметров цилиндрической

эвольвентной зубчатой передачи 24

4.3. Выбор коэффициентов смещения 29

4.4. Построение профиля зуба колеса, изготовляемого

реечным инструментом 30

4.5. Построение проектируемой зубчатой передачи 32

4.6. Проектирование планетарного зубчатого механизма 34

4.7. Проверка передаточного отношения планетарного

зубчатого механизма графическим способом 35



  1. Проектирование кулачкового механизма 36

5.1. Исходные данные 36

5.2.Построение кинематических диаграмм методом

графического интегрирования 36

5.3. Определение основных размеров кулачкового механизма 37

5.4. Построение профиля кулачка 38

5.5. Построение графика изменения угла давления 39

  1. Заключение 40

  2. Список литературы 41







































1.Техническое задание.


1.1 Краткое описание работы механизмов установки.


Задание ОПМ-51В.Проектирование и исследование механизмов сильфонного поршневого компрессора.

Вертикальный одноцилиндровый поршневой компрессор служит для сжатия химически активных газов.Приводится он в движение от электродвигателя (с жесткой механической характеристикой) через зубчатые колёса с числами зубьев z1 и z2 и планетарный одноступенчатый редуктор.Рабочая полость компрессора изолирована то картера компрессора, редуктора и двигателя с помощью сильфона,один конец которого припаян к поршню, а другой конец- к корпусу компрессора.Для охлаждения цилиндра служит радиатор, обдуваемый газом из общей для объекта системы охлаждения.Изменение давления P газа в цилиндре от хода поршня характеризуется индикаторной диаграммой, данные для построения которой даны в таблице 2.Изменение усилия P* , приложенного к поршню от сильфона приего растяжении и сжатии в зависимости от хода поршня ,показано на диаграмме.

Основной механизм компрессора кривошипно-ползунный.Он состоит из коленчатого вала, шатуна и ползуна (поршня).Противовесы на коленчатом валу частично уравновешивают механизм, уменьшая усилия в подшипниках. На коленчатом валу установлен кулачок механизма отсчёта оборотов, качающейся толкатель которого приводит включение контактов счётчика оборотов.При проектировании и исследовании механизмов компрессора пользаваться исходными данными из таблицы 1.

1.2. Исходные данные.


Исходные данные представлены в таблице 1.1 и в таблице 1.2.

















таблица 1.2.


Параметр

Обозначение

Размерность

Значение

1

Средняя скорость поршня

(VB)ср

м/с

0.4

2

Отношение длины шатуна к длине кривошипа

lAB/lOA,1

-

8.2

3

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

lAS/lAB,2

-

0.2

4

Диаметр цилиндрa

d

м

0.042

5

Номинальное число оборотов электродвигателя

Об/с

91.7

6

Максимальное давление газа в цилиндре


Pmax

Па

2.8.105

7

Масса шатуна

M2

кг

0.074

8

Масса поршня

M3

кг

0.165

9

Момент инерции шатуна относительено оси, проходящей через центр тяжести

I2S

кгм2

38.10-5

10

Максимальное усилие растяжения-сжатия от сильфона

Р*

Н

160

11

Момент инерции кривошипа

I10

кг.м2

5,2.10-5

12

Маховый момент ротора электродвигателя

GD2

кг.м2

12.5.10-4

13


Угловая координата кривошипа для начала разгона

0

град

90

14

Начальная угловая скорость коленчатого вала при разгоне

нач

рад/с

0

15

Момент электродвигателя

Мд

Нм

0.3

16

Угловая координата кривошипа для силового расчёта

1

град

150


17

Момент инерции редуктора,приведенный к валу электродвигателя

Iред

кг.м2

1,8.10-3

18

Передаточное отношение планетарного редуктора

i

-

5.26

19

Число зубьев колес

z1/z2

-

14/29

20

Модуль зубчатых колёс

m

мм

2

21

Угол наклона зубьев колес

град

30

22

Угол рабочего профиля кулачка

раб

град

120

23

Максимальный ход толкателя

SB

м

0,008

24

Длина коромысла толкателя

l1

м

0,018

25

Максимальное значение угла давления в кулачковом механизме

доп

град

26

26

Отношение ускорений точки В толкателя

a1/a2

-

1.8




Давление в цилиндре компрессора в долях от максимального давления в зависимости от положения поршня.

таблица 1.2.

Ход поршня вниз

SB/HB

0

0,1

0,2

0,3

0,35

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

p/pmax

1

0,35

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

Ход поршня вверх

SB/HB

0

0,1

0,2

0,3

0,35

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

p/pmax

1

1

1

1

1

0,76

0,53

0,36

0,22

0,12

0,05

0































2.Определение закона движения механизма.


2.1. Определение размеров механизма.


Проектирование кривошипно-ползунного механизма ведётся по средней скорости ползуна (поршня).Частота вращения кривошипа определяется :

Длина кривошипа : .


Длина шатуна: .


Положение центра масс шатуна : .

На листе вычерчевается схема механизма в масштабе .

С учётом масштаба :


2.2. Силы ,действующие на звенья механизма.


На звенья механизма действуют следующие силы и моменты:

  1. движущие силы FД или моменты МД, развиваемые двигателем. Сила считается движущей, если её работа за один перод цикла положительна (даже в том случае, когда она знакопеременна);

  2. силы FC или моменты МС полезного сопротивления – силы (моменты), возникновение которых предопределяется технологическим процессом рабочей машины. Работа этих сил (моментов) за один период цикла отрицательна;

  3. силы тяжести Gi отдельных звеньев механизма.


2.3. Построение графика силы сопротивления.


Индикаторная диаграмма строится по заданной таблице значений давления в цилиндре на поршень. Траекторию движения точки А кривошипа 1 разбивается на 12 равных частей и находятся соответствующие положения точки В . Причем рmax=280 кПа, тогда масштаб .

Для определения силы давления на поршень необходимо давление умножить на площадь поршня . При построении графика силы, действующей на поршень, ординаты этого графика принимаются равными индикаторной диаграммы. Тогда масштаб силы может быть оределен по формуле

.

При построении графика силы растяжения-сжатия от сильфона масштаб берётся тот же, для получения графика суммарной силы FС складываются соответствующее ординаты двух графиков, результаты расчётов приведены в таблице 1.1.

таблица 2.1.

0,12

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

0

0.1

0.2

0.5

0.8

0.9

1.0

0.9

0.8

0.5

0.2

0.1

80

27

0

0

0

0

0

-4

-11

-42

-80

-80

32

26

19

0

-19

-26

32

26

19

0

-19

-26

112

53

19

0

-19

-26

32

22

8

-42

-99

-106

2.4. Нахождение значений передаточных функций.


Для нахождения передаточных отношений и передаточных функций ,если угловая скорость 1 неизвестна,строется план возможных скоростей,так как кинематические передаточные функции не зависят от уравнения движения механизма.Выбирается pa=65мм и строются планы возможных скоростей для первых семи положений,полученные результаты в таблице 1.2.







таблица 2.2.


0

1

2

3

4

5

6

0

0.006

0.01

0.012

0.01

0.006

0

-0.12

-0.105

-0.06

0

0.06

0.105

0.12

0.0096

0.01

0.011

0.012

0.01

0.011

0.0096

0.0096

0.008

0.0075

0

-0.0075

-0.008

-0.0096

0

0.006

0.008

0.012

0.008

0.006

0


2.5. Построение графика приведённого момента.

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

.

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


.

Знак определяется знаком , т.к .

Сила определяется по формуле : ,

где ордината с графика сил, мм;

масштаб сил, мм/Н.

Для построения графика определяем ординаты ,учитывая, что разгон начинается с .Результаты расчёта в таблице 1.3. Масштаб по оси ординат графика находим , назначив мм.Тогда