курсовик 103 (Расчет)

Посмотреть архив целиком

Московский Государственный Технический Университет им. Н.Э. Баумана.






Кафедра: «Теория Механизмов и Машин».



Расчетно-пояснительная записка к

курсовому проекту по дисциплине

«Основы проектирования машин. Часть 1».



Проектирование и исследование механизмов двигателя передвижной установки «мотор-генератор».






Выполнил студент группы РК5 – 51.

Назаров Владимир Григорьевич.


Преподаватель: профессор Тимофеев Г.А.






Задание 103. Вариант А.










Москва 1999 г.

Содержание.

1 Введение. 3

1.1 Исходные данные. 4

2 Закон движения механизма. 5

2.1 Синтез рычажного механизма 5

2.2 Динамическая модель. 6

2.3 Определение передаточных функций скоростей. 6

2.4 Определение приведенных моментов инерций звеньев механизма. 7

2.5 Определение суммарного приведенного момента. 7

2.6 Построение графика суммарной работы. 8

2.7 Построение графика полной кинетической энергии механизма. 8

2.8 Построение графика угловой скорости и нахождение углового ускорения. 9

3 Силовой расчет механизма. 9

3.1 Построение плана скоростей. 10

3.2 Построение плана ускорений. 10

3.3 Расчет сил, действующих на звенья. 11

4 Проектирование зубчатой передачи. 13

5 Проектирование планетарной зубчатой передачи. 14

5.1 Построение графиков скоростей. 14

6 Проектирование кулачкового механизма. 15

6.1 Определение основных размеров кулачка. 16

6.2 Построение профиля кулачка. 16

6.3 График изменения угла давления. 17

7 Список используемой литературы. 18

7.1 Использованное программное обепечение. 18

8 Приложение. 18
















  1. Введение.


Проектирование и исследование механизмов двигателя передвижной установки «мотор-генератор».


Передвижная установка состоит из двигателя с внешним подводом теплоты, с двух коленчатых валов которого движение через зубчатые передачи и планетарные механизмы передается к электрогенераторам.

Одноцилиндровый двигатель передвижной установки «мотор-генератор» - с внешним подводом теплоты (двигатель Стирлинга). Он состоит из вертикального герметичного цилиндра, разделенного рабочим и вытеснительным поршнями на свободно сообщающуюся между собой горячую и холодную полости. В обеих полостях под большим давлением находится рабочее тело (водород, гелий или воздух). Температура горячей полости порядка 600°, холодной в пределах 20-25°С.

Двигатель с внешним подводом теплоты, как и двигатель внутреннего сгорания, производит полезную работу путем сжатия рабочего тела при низкой температуре и расширения его при высокой. При движении вытеснительного поршня вверх рабочее тело по каналам нагревателя, регенератора и холодильника перемещается из горячей полости в холодную, а при движении вниз оно тем же путем возвращается в горячую полость. Тепло рабочему телу передается через стенку нагревателя, выполненного из большого количества металлических трубок, кольцеобразно размещенных вокруг нагретого объема цилиндра.

Запуск двигателя начинается в верхней мертвой точке при = . Цикл работы двигателя Стирлинга осуществляется за один оборот коленчатых валов, кинематически связанных при помощи шатунов с траверсами рабочего и вытеснительного поршней. Шатуны образуют форму подвижного деформируемого ромба, а кривошипы выполнены в виде жестких треугольников (иногда вырожденных), поэтому используемый в двигателе рычажный механизм получил название ромбического механизма с развитыми кривошипами.

Изменение давления в цилиндре двигателя в зависимости от положения рабочего поршня отражено на индикаторной диаграмме. Участок abc индикаторной диаграммы соответствует движению поршня вверх, т.е. фазе сжатия рабочего тела, участок cda – движению рабочего поршня вниз, т.е. фазе расширения рабочего тела. Перемещение рабочего тела в холодную полость при подготовке такта сжатия и в горячую полость при подготовке такта расширения обеспечивается вытеснительным поршнем, движение которого смещено по фазе и согласовано с движением рабочего поршня благодаря ромбическому механизму. С целью исключения перекосов поршней в цилиндре, т.е. обеспечения синхронного движения звеньев левой и правой половины «ромба», используются зубчатые (синхронизирующие) колеса, введенные в зацепление друг с другом и жестко закрепленные на коленчатых валах двигателя.


    1. Исходные данные.


Параметр

Обозначение

Единица измерения

Числовые значения

1

Частота вращения коленчатого вала

n1

c-1

20

2

Средняя скорость вытеснительного поршня

V

м/с

1.6

3

Отношение длин шатунов

aL=LP/LB

-

1

4

Отношение длины кривошипа 1 к длине шатуна 4

=RB/LB

-

0.25

5

Отношение смещений направляющих поршней

ae=eB/eP

-

1

6

Отношение длин кривошипов

aR=RB/RP

-

1.2

7

Относительное смещение направляющей вытеснительного поршня

kB=eB/RB

-

2

8

Угол разворота элементов кривошипа

град

0

9

Расстояние до центра масс шатуна рабочего поршня

LСS2

м

2LP/3

10

Расстояние до центра масс шатуна вытеснительного поршня

LDS4

м

2LВ/3

11

Максимальное давление в цилиндре двигателя

Pmax

МПа

10

12

Коэффициент неравномерности вращения валов 1 и 1`

-

0,01

13

Диаметр цилиндра

D

м

0,088

14

Диаметр штока вытеснительного поршня

d

м

0,014

15

Массы звеньев двигателя Стирлинга:




Вытеснительного поршня со штоком и траверсой

m5

кг

19

Рабочего поршня со штоком и траверсой

m3

кг

14

Шатуна рабочей группы

m2

кг

2,1

Шатуна вытеснительной группы

m4

кг

2,1

16

Момент инерции шатуна 2 относительно центра масс

I2S

кг*м2

0,025

17

Момент инерции шатуна 4 относительно центра масс

I4S

кг*м2

0,02

18

Момент инерции коленчатых валов и синхронизирующих шестерен

Ik

кг*м2

0.08

19

Момент инерции ротора генератора, приведенный к коленчатому валу 1

Ir

кг*м2

0.75

20

Частота вращения вала генератора

ng

c-1

100

21

Угловая координата для силового расчета

нач

град

0

22

Число зубьев колес

z13

-

10

z12

-

15

23

Модуль зубчатых колес передачи и редуктора

m

мм

2,5

24

Число сателлитов планетарного редуктора

K

-

3

  1. Закон движения механизма.

    1. Синтез рычажного механизма

Используя исходные данные и, делая соответствующие подстановки, получаем следующие размеры звеньев механизма:

; ;

; ;

; ;

; ;

    1. Динамическая модель.







    1. Определение передаточных функций скоростей.

Передаточные отношения находим исходя из геометрии механизма аналитическим способом:

;

;

; ;


Угол отсчитываем от начального угла = 65.

Ссинтезировав механизм и, «собрав» его в программе DIADA получаем значения передаточных функций скоростей для изменяющегося угла с шагом в 30.


Случайные файлы

Файл
116097.rtf
121231.rtf
123753.rtf
152439.doc
9061-1.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.