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

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 производится определение скорости установившегося движения автомобиля. Строятся графики зависимости передаточных функций и отношений, моментов инерции, движущего момента от значения обобщённой координаты
• На втором листе производится построение годографов сил, действующих в кинематических парах кривошипно-ползунного механизма двигателя. Осуществляется построение планов скоростей и ускорений, а также планов сил, необходимых для проверочного расчёта.
• На третьем листе производятся выбор коэффициентов смещения для проектируемой зубчатой передачи, построение станочного зацепления, необходимого для построения профиля зуба. Строятся зубчатая передача и планетарный редуктор.
• На четвёртом листе определяется закон движения толкателя. Строится фазовый портрет, и определяются неизвестные параметры кулачка и толкателя, после чего выполняется построение профиля кулачка.
• К расчётно-пояснительной записке в приложении прилагаются распечатки результатов расчётов, выполненных на ЭВМ

Содержание

• Реферат.........................................................................................2
• Содержание..................................................................................3
• 1. Техническое задание………………………………………....5
• 1.1 Описание машины………………………………...……...5
• 1.2 Исходные данные…………………………………………7
• 2. Определение скорости автомобиля на установившемся режиме при постоянном сопротивлении движению………………….11
• 2.1 Определение линейных размеров кривошипно-ползунного механизма.............12
• 2.2 Определение кинематических передаточных функций и отношений......................13
• 2.3 Определение силы давления на поршень...........................13
• 2.4 Определение движущего момента.....................................14
• 2.5 Определение моментов на насосном и турбинном колёсах.16
• 2.6 Определение угловой скорости начального звена..............17
• 2.7 Определение скорости движения автомобиля....................18
• 3. Силовой расчет основного механизма.................................19
• 3.1 Аналитический расчет усилий в кинематических парах.....19
• 3.2 Проверка расчетов графическим способом........................20
• 3.2.1 Определение скоростей точек и звеньев..................20
• 3.2.2 Определение ускорений точек и звеньев.................21
• 3.2.3 Определение главных векторов и главных моментов сил инерции..............22
• 3.2.4 Определение реакций в кинематических парах.......22
• 3.3 Сравнение результатов....................................................24
• 4. Расчёт зубчатой передачи и планетарной коробки передач.............25
• 4.1 Расчёт цилиндрической зубчатой передачи масляного насоса...............25
• 4.1.1 Определение качественных показателей зубчатой передачи..........25
• 4.1.2 Выбор коэффициентов смещения............................25
• 4.1.3 Расчёт основных геометрических параметров зубчатой передачи..........26
• 4.1.4 Станочное зацепление............................................26
• 4.1.5 Зубчатая передача..................................................27
• 4.2 Подбор чисел зубьев колес планетарной коробки передач..27
• 5. Проектирование кулачкового механизма............................30
• 5.1 Определение закона движения толкателя.......................... 30
• 5.2 Определение основных размеров кулачкового механизма по допустимому углу давления..........30
• 5.3 Построение конструктивного профиля кулачка по способу огибания..............31
• 5.4 Построение графика угла давления, проверка выполнения ограничения по допустимому углу.............31
• Заключение.....................33
• Литература.....................34

1. Техническое задание.

1.1 Описание машины

Легковой автомобиль среднего класса оснащен четырехтактным четырехцилиндровым бензиновым двигателем (ДВС) (рис. 1, а) 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, б), 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, б). Движение от кулачка на клапан передает­ся посредством качающегося толкателя (коромысла). Закон измене­ния ускорения клапана соответствует графику на рисунке 1, в.
Система смазки двигателя принудительная. Давление в ней соз­дается с помощью шестеренчатого насоса, приводимого от коленча­того вала (на рисунке 1 не показан). Гидродинамический трансфор­матор состоит из насосного колеса Н (см. рис. 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 = M_T/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 = 1,6, 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.

1.2 Исходные данные

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

Таблица 1.3

Исходные данные для проектирования.

Чертежи

Лист 1 - Определение закона движения

Лист 2 - Силовой расчет

Лист 3 - Проектирование зубчатой передачи

Лист 4 - Проектирование кулачкового механизма