Курсовая работа 145: Проектирование и исследование механизмов двигателя с гидромеханической трансмиссией вариант А

Проектирование и исследование механизмов двигателя с гидромеханической трансмиссией

Реферат

В данной работе производится исследование работы механизмов автомобиля с гидромеханической трансмиссией. Проект состоит из расчетно-пояснительной записки и четырех графических листов.

• На первом листе определяется скорость движения автомобиля, при заданных условиях движения.
• На втором листе определяются реакции, действующие в кинематических парах кривошипно-ползунного механизма двигателя.
• На третьем листе проектируется зубчатая пара масляного насоса и производится подбор чисел зубьев планетарного механизма.
• На четвёртом листе проектируется кулачковый механизм привода клапанов двигателя.
• К расчётно-пояснительной записке в приложении прилагаются результаты расчётов, выполненных на ЭВМ.

Содержание

• Реферат...........................................................................................................2
• Содержание....................................................................................................3
• 1.Техническое задание……………………………….……………….…....5
• 1.1.Описание машины………………………………………...……...5
• 1.2.Исходные данные…………………………………...……………8
• 2.Определение скорости автомобиля при постоянном сопротивлении движению………….….....12
• 2.1.Определение линейных размеров кривошипно-ползунного механизма.................14
• 2.2.Определение кинематических передаточных функций и отношений........................15
• 2.3.Определение движущего момента..............................................16
• 2.4.Определение моментов на насосном и турбинном колёсах.....18
• 2.5.Определение угловой скорости начального звена....................19
• 2.6.Определение скорости движения автомобиля...........................21
• 3.Силовой расчет основного механизма....................................................23
• 3.1.Аналитический расчет усилий в кинематических парах..........23
• 3.2.Проверка расчетов графоаналитическим способом..................24
• 3.2.1.Определение скоростей точек и звеньев.........................24
• 3.2.2.Определение ускорений точек и звеньев........................26
• 3.2.3.Определение главных векторов и главных моментов сил инерции......................27
• 3.2.4.Определение статических и движущих сил……….…..27
• 3.2.5.Определение реакций в кинематических парах.............28
• 3.3 Сравнение результатов................................................................32
• 4.Расчёт зубчатой передачи и планетарной коробки передач................33
• 4.1.Расчёт цилиндрической зубчатой передачи масляного насоса....................33
• 4.1.1.Выбор коэффициентов смещения..................................33
• 4.1.2.Станочное зацепление.....................................................35
• 4.1.3.Зубчатая передача............................................................36
• 4.2 Подбор чисел зубьев колес планетарной коробки передач….37
• 5. Проектирование кулачкового механизма.............................................40
• 5.1 Определение кинематических передаточных функций….......40
• 5.2 Определение основных размеров кулачкового механизма......41
• 5.3 Построение конструктивного профиля..........................43
• 5.4 Проверка выполнения ограничения по допустимому углу давления…………...44
• Заключение..................................................................................................45
• Литература...................................................................................................46

1. Техническое задание

1.1 Описание машины

Легковой автомобиль среднего класса оснащен четырехтактным четырехцилиндровым бензиновым двигателем (ДВС) (рис. 1.1) и гидромеханической передачей (ГМП), которая состоит из гидродинамического трансформатора (ГДТ) крутящего момента и планетарной коробки передач (ПКП). Крутящий момент от ГМП к колесам (К) передается с помощью карданного вала (KB) через глав­ную передачу (ГП) и дифференциал Д.
Основной механизм двигателя состоит из четырех одинаковых кривошипно-ползунных механизмов, расположенных под углом 20° к вертикали на одном коленчатом валу со сдвигом в 180° (рис. 1.2), где 1 - кривошип; 2 - шатун; 3 - поршень; 4 - клапан; 5 - коро­мысло; 6 - кулачок; 7 - цепная передача. Рабочий цикл в каждом цилиндре двигателя совершается за два оборота коленчатого вала и характеризуется индикаторной диаграммой, данные для построения которой приведены в табл. 1.1. Порядок чередования процессов в цилиндрах двигателя представлен в таблице 1.2.
Управление процессом газораспределения осуществляется кла­панами, приводимыми в движение кулачками на распределительном валу, кинематически связанном с коленчатым валом через цепную передачу (см. рис. 1.2). Движение от кулачка на клапан передает­ся посредством качающегося толкателя (коромысла) (рис. 1.3). Закон измене­ния ускорения клапана соответствует графику на рисунке 1.4.
Система смазки двигателя принудительная. Давление в ней соз­дается с помощью шестеренчатого насоса, приводимого от коленча­того вала (на рисунке 1.1 не показан). Гидродинамический трансфор­матор состоит из насосного колеса Н (см. рис. 1.1, а), жестко соеди­ненного с маховиком двигателя М, и турбинного колеса Т, закреп­ленного на входном валу планетарной коробки передач. Полость гидротрансформатора заполнена специальной жидкостью, которая разгоняется лопатками насосного колеса и направляется на лопатки турбинного колеса. При этом происходит увеличение крутящего момента, которое отображается безразмерной характеристикой коэффициента трансформации K = Mт/M_H в зависимости от передаточного отношения При проектировании следует считать известными параметры, приведенные в таблице 1.3.

Задание на проектирование:

• 1. Определить скорость автомобиля на установившемся режиме при постоянном сопротивлении движению.
• 2. Провести силовой анализ кривошипно-ползунного механиз­ма двигателя за цикл.
• 3. Спроектировать зубчатую пару масляного насоса двигателя и подобрать числа зубьев z₃, z₄, z₅ планетарного ряда в ПКП (U⁽³⁾_5Н = 1,5, модуль колес принять т = 1 мм).
• 4. Спроектировать кулачковый механизм привода клапанов двигателя при условии получения минимальных габаритов.

Примечания:
а) наличие в трансмиссии ГДТ, в котором передача крутящего момента осуществляется посредством жидкости, не позволяет использовать одномассовую динамическую модель;
б) крутящий момент на насосном колесе за цикл работы двигателя можно считать постоянным.
Таблица 1.1
Данные для построения индикаторной диаграммы.

Таблица 1.2

Чередование процессов в цилиндрах двигателя.

Рис. 1.1 Схема механизмов автомобиля с гидромеханической трансмиссией.

Рис 1.2 Схема основного механизма двигателя и механизма газораспределения.

Рис 1.3 Схема управления подъёмом клапана.

Рис 1.4 Закон изменения ускорения клапана.

Рис 1.5 Закон изменения коэффициента трансформации.

1.2 Исходные данные

В таблице 1.3 приведены все исходные данные необходимые для выполнения курсового проектирования.
Таблица 1.3
Исходные данные для проектирования

Окончание Таблицы 1.3

Чертежи

Лист 1 - Определение закона движенияЛист 2 - Силовой расчетЛист 3 - Проектирование зубчатой передачиЛист 4 - Проектирование кулачкового механизма