106Б (Расчетно пояснительная записка)

Посмотреть архив целиком

27



Московский Государственный Технический Университет

им. Н. Э. Баумана

кафедра РК 2 «Теория машин и механизмов»







Курсовой проект по основам проектирования машин:

«Проектирование и исследование механизмов ДВС компрессорной установки»

(Задание № 106 Б)


















Выполнил:

Группа

Преподаватель:


Москва 2004



Реферат


В курсовой работе выполнено проектирование механизмов двигателя внутреннего сгорания компрессорной установки. Проведено:

- проектирование основного механизма и определен закон его движения

- силовой расчет механизма с учетом динамических нагрузок

- проектирование цилиндрической зубчатой передачи и двухрядного планетарного редуктора

- проектирование кулачкового механизма с роликовым толкателем.


Расчетно-пояснительная записка содержит 34 страницы формата А4, 4 листа формата А1 и 8 таблиц.































Содержание.


Техническое задание………………………………………………………..5


1. Проектирование кривошипно-ползунного механизма…..………….7


2. Определение законов движения механизма………………………….7

2.1 Определение передаточных функций скоростей кривошипно-ползунного механизма………………………..…………………………….7

2.2 Построение графической зависимости суммарного приведенного момента от угла поворота кривошипа 1………………………..................8

2.3 Построение графика суммарной работы………………………………9

2.4. Определение суммарного приведенного момента инерции……….12

2.5. Построение приближенного графика кинетической энергии II группы звеньев механизма………………………………………………...14

2.6. Построение приближенного графика кинетической энергии I группы звеньев механизма...………………………………………………14

2.7. Определение необходимого момента инерции маховых масс…….15

2.8 Закон движения механизма……………………………………………16

3. Силовой расчет…………………………………………………………...17

3.1 Определение главных векторов сил инерции и главных моментов сил инерции……………………………………………………………………..18

4. Проектирование зубчатой передачи ………………………………….20

4.1. Выбор коэффициентов смещения с учетом качественных показателей работы зубчатой передачи ………..……………………....21

5. Проектирование планетарного механизма…………………………..22

6. Проектирование кулачкового механизма……………………………23

6.1. Построение графика передаточной функции скорости и перемещения толкателя……………………………………………………………23

6.2. Построение допустимой области расположения центра вращения кулачка……………………………………………………………………...24

6.3. Построение профиля кулачка………………………………………...24

6.4. Построение графика изменения углов давления…………………….25

Список используемой литературы…………………..……………….…..26

Приложения……………………………………………………………..27…32







Задание №106

Проектирование и исследование механизмов ДВС компрессорной установки


ДВС – компрессорная установка, предназначенная для перекачки газов, - представляет собой V-образную поршневую машину у которой слева расположен цилиндр двигателя внутреннего сгорания, а справа – цилиндр компрессора. Кривошипно-ползунный механизм 1-2-3 и 1-4-5 обоих цилиндров одинаков, а диаметры поршней – разные. Угол развала осей цилиндров равен 90 град.

Рабочие процессы в цилиндрах, протекающие при различных значениях максимального давления Pдmax>Pkmax, соответствуют одному обороту коленчатого вала. Для поддержания требующейся равномерности движения с заданным d установлен на коленчатом валу 1 маховик 10

При движении поршня 3 двигателя вниз происходит расширение продуктов сгорания и давление в цилиндре снижается от Pдmax до Pдi; при движении вверх – всасывание и сжатие. При этом поршень 5 компрессора идет вначале вниз, всасывая газ (участок 12-3 траектории т.А), а затем, сжимая его до Pкmax и нагнетая в резервуар (участок 3-6-9). Для поддержания установившегося режима движения должно выдерживаться равенство работ в левом и правом цилиндрах (Ак=Ад), которое обеспечивается за счет выбора соответствующей величины

Pдmax= Pкmax(dk/dд)2/(hдhk)

Характер изменения давления в цилиндрах по ходу поршней 3 и 5 представлен индикаторными диаграммами ДВС и компрессора , данные для построения которых приведены в табл.

Перемещение клапанов ДВС осуществляется кулачковым механизмом 8-9, расположенным на корпусе цилиндра и приводимым в движение зубчатой передачей 6-7-6’ от коленчатого вала 1. Закон изменения ускорения толкателя показан на рис.

Для привода счетчика расхода используется планетарный механизм 11-12-13-14-Н, центральное колесо которого соединено с валом 1, а водило Н со счетчиком расхода.






Таблица 1.

Исходные данные


Параметр

Обозначение

Размерность

Значение

1

Средняя скорость поршня компрессора

(VB)ср

м/с

5.2

2

Частота вращения коленчатого вала

n1

с-1

13

3

Относительное положение центра масс шатуна 2 (ДВС)

lAS2/lAB

-

0.32

4

Относительное положение центра масс шатуна 4 (компрессор)

lAS4/lAC

-

0.42

5

Отношение длины шатуна 2 и 4 к длине кривошипа 1

lAC/lOA


4.5

6

Диаметр цилиндра ДВС

d3

м

0.115

7

Диаметр цилиндра компрессора

d5

м

0.22

8

Максимальное давление в цилиндре компрессора

PКmax

Мпа

1.22

9

Масса шатуна 2 и 4

m2=m4

кг

11

10

Масса поршня 3

Масса поршня 5

m3

m5

кг

кг

11

14

11

Момент инерции шатуна относительено оси, проходящей через центр масс

Is2=Is4

кгм2

0.33

12

Момент инерции коленчатого вала

Is1

кгм2

0.11

13

Механический КПД двигателя

компрессора

nд

nк

-

-

0.785

0.83

14

Коэффициент неравномерности вращения вала 1

-

1/95

15

Момент инерции вращающихся звеньев, приведенный к звену 1 ( без маховика )

I1пр

кг.м2

1.26

16

Угловая координата кривошипа для силового расчета

f1

град

60

17

Угол рабочего профиля кулачка

раб

град

158

18

Ход толкателя 10 кулачкового механизма

h

м

0.008

19

Максимально допустимый угол давления кулачка

град

36

20

Внеосность толкателя кулачкового механизма

e

м

0.005

21

Отношение ускорений толкателя

a1/a2

-

1.5

22

Число зубьев колес 6 и 7

Z6

Z7

-

-

11

22

23

Угол наклона линии зуба

град

20

24

Модуль зубчатых колес

m

м

0.006

25

Число сателлитов планетарного редуктора

k

-

3

26

Передаточное отношение планетарного редуктора

U

-

32

Таблица 2

Данные индикаторной диаграммы


Давление газа в цилиндре ДВС

Ход поршня

(в долях хода Н)

S/H

0

0.02

0.05

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

Вниз


0.863

1.0

0.863

0.602

0.340

0.238

0.170

0.130

0.10

0.082

0.068

0.034

0

Вверх


0.863

0.5

0.318

0.204

0.114

0.073

0.045

0.025

0.014

0.005

0.001

0

0


Давление газа в цилиндре компрессора

Ход

поршня

(в долях хода Н)

S/H

0

0.02

0.05

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

Вниз


1.0

-

-

0.30

-0.1

-0.1

-0.1

-0.1

-0.1

-0.1

-0.1

-0.1

-0.1

Вверх


1.0

-

-

1.0

1.0

0.55

0.38

0.27

0.18

0.12

0.08

0.04

-0.1

1. Проектирование кривошипно-ползунного механизма .

Проектирование кривошипно-ползунного механизма ведется по средней скорости поршня (ползуна). При этом известными являются следующие параметры: средняя скорость поршня Vср=5,2 м/с, частота вращения вала кривошипа n=13 c-1, отношение длин шатуна и кривошипа =lAB/lOA =lAC/lOA =4.5.

Время одного оборота вала t=1/n равно 0.0769 с, а расстояние, которое проходит поршень за один оборот, S равно 4.lOA. Но Vср=S/t. Нетрудно заметить, что lOA=Vср/(4.n)  lОА=0.1 м  lАC= lАВ=0.45 м.

Ход поршня Н=2lOA=0.2м

2. Определение законов движения механизма.

Этот этап нам необходимо выполнить для получения значений параметров движения механизма ( угловые скорость и ускорение кривошипа 1), которые нам понадобятся для выполнения силового расчета.

2.1 Определение передаточных функций скоростей кривошипно-ползунного механизма.

Искомые передаточные функции находим по следующим формулам:

;;U21=2/1 ; U41=4/1 где

1 - угловая скорость кривошипа 1 [рад/с];

2 - угловая скорость шатуна 2 [рад/с];

4 - угловая скорость шатуна 4 [рад/с];

VQB, V - скорости точек B и С соответственно [м/с].

Таблица с полученными значениями для 13 (первое и последнее повторяются) положений шатуна. Графики отражающие эти величины приведены в приложении 1.


VqB

VqC

U21

U41

0

0,1

-0,222

0

0,06

0,077

-0,194

0,113

0,096

0,04

-0,113

0,194

0,1

0

0

0,222

0,077

-0,04

0,113

0,194

0,04

-0,077

0,194

0,113

0

-0,1

0,222

0

-0,04

-0,096

0,194

-0,113

-0,077

-0,06

0,113

-0,194

-0,1

0

0

-0,222

-0,096

0,06

-0,113

-0,194

-0,06

0,096

-0,194

-0,113

0

0,1

-0,222

0


2.2. Построение графической зависимости суммарного приведенного момента от угла поворота кривошипа 1.

Суммарный приведенный момент является суммой приведенного движущего момента Mдпр и приведенного момента сопротивления Mспр . Для определения Мдпр воспользуемся формулой Мдпр=FдVqC. График строится по точкам (13 положений) для цилиндра 3. Приведенный момент сопротивления Mспр получаем по формуле Мcпр=FcVqB, Результатом сложения графиков Мдпр () и Mспр () будет являться график суммарного приведенного момента Мпр ().


Случайные файлы

Файл
18299.rtf
34452.rtf
XVI.doc
79722.rtf
75036-1.rtf