Для студентов МГТУ им. Н.Э.Баумана по предмету Теория механизмов и машин (ТММ)Проектирование и исследование механизмов дизель-воздуходувной установкиПроектирование и исследование механизмов дизель-воздуходувной установки
5,0051
2014-01-262014-01-26СтудИзба
Курсовая работа 13: Проектирование и исследование механизмов дизель-воздуходувной установки вариант Д
-50%
Описание
Проектирование и исследование механизмов дизель-воздуходувной установки
Аннотация
В данном проекте проводится исследование механизмов дизель-воздуходувной установки, в состав которой входят: дизельный двигатель, планетарный редуктор, центробежная воздуходувка.Процесс проектирования разделяется на четыре основных этапа:
1). Определение и исследование закона движения двигателя дизель-воздуходувной установки;
2). Силовой расчет механизма двигателя дизель-воздуходувной установки;
3). Проектирование кулачкового механизма привода выхлопного клапана двигателя дизель-воздуходувной установки;
4). Проектирование стартерной зубчатой передачи, от которой производится запуск двигателя, и планетарного повышающего редуктора.
При выполнении проекта разрабатывается расчетно-пояснительная записка. Для каждого этапа проектирования в расчетно-пояснительной записке приведены соответствующие расчеты и пояснения. Для более наглядного представления полученных результатов на каждом этапе проектирования выполняется графическая работа, представленная на отдельных листах.
После выполнения основных этапов проектирования подводится итог о проделанной работе, полученные выводы представляются в Заключении.
Расчеты, выполненные с помощью электронно-вычислительной техники, приведены в Приложении.
Содержание
- Аннотация………………………………………………………………………2
- Содержание……………………………………………………………………..3
- 1.Техническое задание………………………………………………………....6
- 1.1.Полное наименование разработки………………………………………...6
- 1.2.Функциональное назначение разработки…………………………………6
- 1.3.Эксплуатационное назначение разработки……………………………….9
- 1.4. Исходные данные…………………………………………………………10
- 2. Определение и исследование закона движения двигателя дизель-воздуходувной установки с целью определения параметров установившегося режима движения, а именно определение коэффициента неравномерности………………………………………………………………12
- 2.1. Алгоритм определения закона движения двигателя…………………...12
- 2.2. Определение линейных размеров звеньев механизма двигателя…......14
- 2.3. Построение кинематической схемы механизма………...……………...15
- 2.4. Вычисление передаточных функций и передаточных отношений звеньев механизма двигателя………………………………...………………………..15
- 2.5. Построение индикаторной диаграммы………………………..………..17
- 2.6. Приведение сил……………………………………………..……………18
- 2.7. Определение суммарной работы………………………..………………21
- 2.8. Приведение масс…………………………………………..……………..22
- 2.9. Определение кинетической энергии механизма двигателя…...………25
- 2.9.1. Построение приближенного графика кинетической энергии для второй группы звеньев механизма…………………………...………………25
- 2.9.2. Построение приближенного графика кинетической энергии для первой группы звеньев механизма ………………..……….………25
- 2.10. 1.Определение коэффициента неравномерности.27
- 2.10.2. Построение графика угловой скорости……………………………..28
- 3. Силовой расчет механизма двигателя дизель-воздуходувной установки……………………………………………………………………...29
- 3.1. Алгоритм выполнения силового расчёта.......……………….…………31
- 3.2. Определение линейных и угловых ускорений центров масс звеньев механизма……………………………………………………………………..32
- 3.2.1. Кинематический анализ механизма двигателя………………………33
- 3.2.1.1. Структурный анализ механизма двигателя………………………..33
- 3.2.1.2. Построение плана скоростей……………………………………….34
- 3.2.1.3. Построение плана ускорений………………………………………36
- 3.4. Составление и решение уравнений кинетостатики для звеньев двигателя……………………………………………………………………..39
- 3.3. Разбиение механизма на структурные группы Ассура………………39
- 3.5. Вычисление погрешностей и сравнение результатов расчета графоаналитическим способом с расчетом, произведенным на ЭВМ…...43
- 3.6. Построение годографов и графиков реакций связей…………………44
- 4. Проектирование кулачкового механизма привода выхлопного клапана………………………………………………………………………..45
- 4.1. Определение закона движения толкателя……………………………..46
- 4.2. Выбор схемы кулачкового механизма……...………………………….48
- 4.3.Определение размеров кулачкового механизма………………………..48
- 4.4. Определение формы профиля кулачка…………………………………50
- 4.5. Проверка выполнения условия отсутствия заклинивания…………….51
- 5. Проектирование стартерной зубчатой передачи…………………………52
- 5.1. Изготовление шестерни стартерной передачи…………………………52
- 5.1.1. Построение схемы станочного зацепления…………………………..53
- 5.1.1.1. Определение коэффициента смещения шестерни………………….54
- 5.1.1.2. Построение профиля зуба.56
- 5.2. Построение схемы зацепления колес стартерной зубчатой передачи…58
- 6.Проектирование планетарного редуктора………………………………….60
- 6.1. Выбор схемы планетарного механизма……………………………….....60
- 6.2. Определение чисел зубьев планетарного механизма…………………...61
- 6.3. Определение кинематических характеристик планетарного механизма графическим способом………………………………………………..……….63
- Заключение……………………………………………………………………..66
- Список использованных источников………………………………………....67
- Приложение…………………………………………………………………….68
- П1………………………………………………………………………………..68
- П2………………………………………………………………………………..69
- П3………………………………………………………………………………..70
- П4………………………………………………………………………………..71
- П5.……………………………………………………………………………….71
1. Техническое задание
1.1.Полное наименование разработки.Полное наименование – дизель-воздуходувная установка.
1.2.Функциональное назначение разработки.
Дизель-воздуходувная установка превращает энергию дизельного топлива в механическое движение лопаток рабочего колеса, которое производит поток исходящего из воздуходувки воздуха.
Установка состоит и следующих основных частей: дизельный двигатель, повышающий редуктор (мультипликатор), центробежная воздуходувка (рис.1.1).
Двигатель дизеля - двухтактный, двухцилиндровый, V-образный, отдает всю свою кинетическую энергию через планетарный повышающий редуктор (мультипликатор) центробежной воздуходувке.Кривошипно-ползунные механизмы 1, 2, 3 и 1, 4, 5 обоих цилиндров двигателя одинаковые (рис. 1.2); рабочие процессы, протекающие в цилиндрах, также одинаковые. Поршни 1-го и 2-го цилиндров связаны через свои шатуны с коленчатым валом, который вращается по часовой стрелке. Поэтому когда поршень 1-го цилиндра проходит верхнее мертвое положение, поршень 2-го цилиндра не достигает своего верхнего мертвого положения и проходит его после того, как коленчатый вал повернется на 90°.
Отсюда следует, что кинематический и рабочий процессы, протекающие во 2-м цилиндре, отстают от процессов, протекающих в 1-м цилиндре, на 90°. Продолжительность цикла работы двухтактного двигателя составляет 360°.
Изменение давления газа на поршень в процессе его движения представлено индикаторной диаграммой (рис.1.3).Момент сопротивления воздуходувки и момент собственных потерь двигателя не зависят от угла поворота вала.
Очистка рабочих цилиндров двигателя от продуктов сгорания производится через выхлопные клапаны, которые посредством рычажных механизмов (рис. 1.2. а) принудительно открываются кулачками по заданному закону (рис. 1.4.а). Кулачковый вал, кинематически связанный с коленчатым валом (рис. 1.2.б ), должен вращаться в двухтактном двигателе с той же угловой скоростью, что и коленчатый вал. Выхлопной клапан начинает открываться, когда коленчатый вал не дошел до нижней мертвой точки на угол , и окончательно закрывается, когда коленчатый вал повернулся после нижней мертвой точки на угол (рис. 1.4 б). Таким образом, работа клапанов строго связана по фазам с вращением коленчатою вала, а следовательно, и с движением поршня.
Запуск двигателя производится от электростартера (рис. 1.1, 1.2б), раскручивающего коленчатый вал до необходимой угловой скорости через зубчатую передачу, составленную из колес 6 и 7.
В центробежной воздуходувке воздух всасывается в осевом направлении, а выдувается в радиальном, перемещаясь по лопатке рабочего колеса под действием центробежных сил.
Рабочая камера содержит рабочее колесо с радиальными лопатками, на которое передается вращательное движение от двигателя через мультипликатор, а также всасывающее отверстие и воздухоотводный канал. Всасывающее отверстие и воздухоотводный канал отделены друг от друга рабочим колесом воздуходувки. Воздух захватывается карманами вращающегося рабочего колеса и разгоняется под действием центробежной силы, попадая в воздухоотводный канал. После этого, воздух захватывается следующим карманом рабочего колеса и весь цикл повторяется вновь.
1.3.Эксплуатационное назначение разработки.
Данная дизель-воздуходувная установка используется для поддержания процесса горения в технологических печах.1.4. Исходные данные
Таблица 1.1. Исходные данные. ц/п | Наименование параметра | Обозначение | Единица СИ | Вариант |
Д | ||||
1 | Средняя скорость поршня | Vср | м/сек | 7,70 |
2 | Отношения длинны шатуна к длине кривошипа | lAB /lOA ;lAC /lOA | -- | 4 |
3 | Отношение расстояния от точки А до центра тяжести шатуна к длине шатуна | lAS2 /lAB ; lAS4 /lAC | -- | 0,305 |
4 | Диаметр цилиндров | d | м | 0,118 |
5 | Число оборотов коленчатого вала | n1 | с-1 | 30 |
6 | Максимальное давление в цилиндре двигателя | Pmax | Па | 65*105 |
7 | Вес шатуна | G2 ;G4 | Н | 36 |
8 | Вес поршня | G3 ;G5 | Н | 38 |
9 | Момент инерции шатуна относительно оси, проходящей через его центр тяжести | I2S ; I4S | Кг*м2 | 0,045 |
10 | Момент инерции коленчатого вала | I110 | Кг*м2 | 0,118 |
11 | Приведенный к коленчатому валу момент инерции планетарного редуктора | Iпрред | Кг*м2 | 0,041 |
12 | Момент инерции ротора воздуходувки | IВОЗД | Кг*м2 | 0,118 |
13 | Угловая координата кривошипа для силового расчета (угол ВОА, рис. 13-2а) | j1 | Град | 30 |
14 | Ход толкателя кулачкового механизма | h | м | 0,013 |
15 | Радиус ролика толкателя | RР | м | 0,014 |
16 | Угловая координата начала открытия выхлопного клапана (рис. 13-4б) – начала подъема толкателя | j1 | Град | 75 |
17 | Угловая координата конца закрытия выхлопного клапана (рис. 13-4б) – конца спуска толкателя | j11 | Град | 51 |
18 | Максимально допустимый угол давления | [q] | Град | 28 |
19 | Число зубьев колеса 6 стартера (рис. 13-1) | Z6 | -- | 8 |
20 | Передаточное отношение стартерной передачи | I67 | -- | 3,5 |
21 | Модуль зубчатых колес стартерной передачи | m | мм | 3,5 |
22 | Передаточное отношение планетарного редуктора | i8-11 | -- | 1/5 |
23 | Число сателлитов в планетарном редукторе | k | -- | 3 |
24 | Параметры исходного контура инструмента | aо | Град | 20 |
h*a | -- | 0,8 | ||
c* | -- | 0,3 |
Координаты поршня (в долях хода Н) | SB/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 |
Давление газа (в долях PMAX ) | P/PMAX | Для движения поршня наклонно вниз | ||||||||||||
0,796 | 1 | 0,788 | 0,553 | 0,341 | 0,231 | 0,174 | 0,133 | 0,102 | 0,080 | 0,061 | 0,023 | 0 | ||
Для движения поршня наклонно вверх | ||||||||||||||
0,796 | 0,50 | 0,349 | 0,220 | 0,117 | 0,076 | 0,049 | 0,030 | 0,019 | 0,011 | 0,003 | 0 | 0 |
Приложения
Чертежи
Лист 1 - Определение законов движения
Лист 2 - Силовой расчет механизма
Лист 3 - Проектирование кулачкового механизма
Лист 4 - Проектирование механизмов с зубчатыми передачами
Характеристики курсовой работы
Учебное заведение
Семестр
Номер задания
Вариант
Программы
Просмотров
1371
Покупок
3
Качество
Идеальное компьютерное
Размер
2,83 Mb
Список файлов
- РПЗ.docx 2,21 Mb
- Лист1.dwg 231,09 Kb
- Лист2.dwg 225,81 Kb
- Лист3.dwg 171,76 Kb
- Лист4.dwg 220,59 Kb
Вам все понравилось? Получите кэшбэк - 40 рублей на Ваш счёт при покупке. Поставьте оценку и напишите положительный комментарий к купленному файлу. После Вы получите деньги на ваш счет.