Курсовая работа 81: Проектирование и исследование механизмов одноцилиндровой двухступенчатой компрессорной установки вариант А

Проектирование и исследование механизмов одноцилиндровой двухступенчатой компрессорной установки

Реферат

Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту «Проектирование и исследование механизмов одноцилиндровой двухступенчатой компрессорной установки» содержит 24 страницы машинописного текста, рисунков, таблиц. В состав курсового проекта входят: данная расчетно-пояснительная записка и 4 листа формата А1 с необходимыми графическими расчетами и зависимостями.
В расчетно-пояснительной записке проведено проектирование механизма одноцилиндровой двухступенчатой компрессорной установки, исследовано его движение и определены управляющие силовые воздействия, проведено проектирование эвольвентой цилиндрической зубчатой передачи, проектирование двухрядного планетарного редуктора и проектирование кулачкового механизма.

Содержание

• Техническое задание на проектирование………………………... ………………………….....1
• Исходные данные………………….………………………………..….………………..3
• 1. Определение закона движения механизма……………………………………………….......5
• 1.1. Определение основных размеров звеньев…………….……….…..……………....5
• 1.2 Построение индикаторной диаграммы давления………….……….……………...6
• 1.3. Построение графика сил……………………………..………………….………….6
• 1.4. Выбор динамической модели………………………………………………………6
• 1.5. Определение аналогов скоростей точек и передаточных отношений звеньев механизма…………...7
• 1.6. Определение моментов инерции механизма……..……………………………..…7
• 1.7. Определение суммарного приведенного момента внешних сил, приложенных к звеньям механизма ………..8
• 1.8. Построение графика работы двигателя. …………………………………………...8
• 1.9. Построение графиков угловой скорости и углового ускорения. ………………..9
• 2. Силовой расчет механизма……………………….…………………………………………..9
• 2.1. Расчет кинематики механизма……..….…………………………………………..9
• 2.2 Построение плана скоростей ………………………………………………………9
• 2.3. Построение плана ускорений…………………………….………………………..10
• 2.4. Определение главных векторов сил инерции и главных моментов сил.……….10
• 2.5. Силовой расчет……………………………………………..………..…….……….10
• 3. Проектирование зубчатой передачи и планетарного механизма……….…………….........11
• 3.1. Выбор коэффициента смещения реечного инструмента……...............................11
• 3.2. Геометрический расчет ЭЗП……………………………………….………………12
• 3.3. Построение схемы станочного зацепления профиля зуба ………….…………..13
• 3.4. Построение проектируемой зубчатой передачи…………………………………15
• 3.5. Проектирование планетарного зубчатого механизма….………………...……...16
• 4. Проектирование кулачкового механизма………………………………………………..…..17
• 4.1. Построение графика передаточной функции скорости и перемещения толкателя…………………17
• 4.2. Построение допустимой области расположения центра вращения и профиля кулачка………………….18
• 4.3 Построение профиля кулачка………………………………………………………………..18
• 5.Заключение……………………………………………………………………………………...20
• 6.Литература………………………………………………………………………………………21

Техническое задание

Проектирование и исследование механизмоводноцилиндровой двухступенчатой компрессорной установки

Компрессорная установка предназначена для получения сжатого воздуха. Коленчатый вал 1 компрессора (рис. 81) получает вращение от электродвигателя 8 через планетарный редуктор 9-13, муфту 14 и приводит в движение поршень 3 через шатун 2. Для обеспечения заданной равномерности движения на валу 1 установлен маховик 15. Поршень 3 и цилиндр 4 образуют две рабочие полости: камеру I ступени (полость низкого давления) и камеру II ступени (полость высокого давления). При движении поршня вниз воздух из атмосферы через клапан 5 поступает в камеру I ступени (линия a-b индикаторной диаграммы на рис. 81б). При обратном движении поршня (вверх) клапан 3 закрывается и воздух, заполнивший камеру I ступени, сжимается до давления P_Imax (линия b-c). В это же время в камере II ступени происходит расширение остатков сжатого воздуха (линия f-c). Когда давление в камере I ступени сравняется с давлением в камере II ступени, откроется клапан 6 и воздух начнёт перетекать из первой во вторую камеру. При дальнейшем движении поршня вверх давление воздуха в обеих камерах остаётся постоянным (линия c-d) P_Imax =5кгс/см². При движении поршня вновь вниз в камере I ступени будет происходить сначала расширение остаточного воздуха (линия d-c), а затем всасывание воздуха из атмосферы через клапан 5. В это же время во второй камере воздух сжимается от давления P_Imax =5кгс/см² до давления P_IImax =50кгс/см² (линия d-e) и через клапан 7 нагнетается в резервуар.
Смазка подвижных соединений осуществляется плунжерным насосом 18 кулачкового типа (рис.81в), который приводится в движение от вала 1 через зубчатую передачу Z₁₆ и Z_17.
Схема кулачкового механизма 18-19 и закон изменения ускорений плунжера 19 в пределах угла рабочего профиля кулачка δ_раб = φ_раб показаны на рис. 81в и рис. 81г.

Примечания:
1.Диаграмма угловой скорости ω₁=f(φ₁) строится на третьем обороте кривошипа с момента запуска; угол откладывается по направлению ω₁ от верхнего вертикального положения. При этом надо считать, что ω_нач третьего оборота равна угловой скорости в конце второго оборота (ω₁)₂, а движущий момент M_д^пр постоянен.
2.Число сателлитов планетарного механизма k=3.
3.Радиус скругления толкателя плунжера r_E=0,25r₀ (r₀– начальный радиус кулачка)

Исходные данные

Таблица 1.
Давление на поршень в долях P_max в зависимости от положения поршня S_b

Содержание курсового проекта

При выполнении курсового проекта прорабатываются следующие вопросы:
1.Проектирование основного рычажного механизма и определение закона движения его начального звена:
а) расчет размеров звеньев механизма по заданным условиям;
б) анализ характера изменения внешних сил, действующих на звенья механизма;
в) выбор динамической модели машины и определение ее параметров – суммарного приведенного момента сил и суммарного приведенного момента инерции;
г) определение закона движения начального звена механизма;
2. Силовой расчет рычажного механизма:
а) определение линейных ускорений центров масс и угловых ускорений звеньев;
б) определение главных векторов сил инерции и главных моментов сил инерции;
в) анализ силового нагружения входного, выходного и промежуточных звеньев механизма;
г) определение сил, действующих в кинематических парах механизма;
д) определение неизвестной внешней силы (или момента) и оценка погрешности расчета.
3. проектирование зубчатой передачи и планетарного редуктора:
а) выбор коэффициента смещения исходного производящего контура, обеспечивающего требуемые свойства передачи;
б) расчет геометрических параметров зубчатых колес и передачи;
в) исследование станочного зацепления исходного производящего контура с меньшим зубчатым колесом и профилирование зуба (включая переходную кривую) методом огибания(обкатки);
г) построение схемы зацепления зубчатых колес и обеспечение основных элементов колес передачи;
д) проектирование кинематической схемы зубчатого планетарного механизма (выбор числа зубьев колес) по заданному значению передаточного отношения с учетом условий соседства сателлитов, соосности входного и выходного валов и возможности сборки механизма в многосателлитном исполнении.
4. проектирование кулачкового механизма:
а) согласование движения основного и вспомогательных механизмов и определение фазовых углов кулачка;
б) построение графика передаточной функции скорости толкателя и графика перемещения толкателя по заданной форме графика его ускорения;
в) выбор оптимальных размеров кулачкового механизма с учетом допустимых углов давления;
г) построение профиля кулачка;
д) построение графика углов давления в функции угла поворота кулачка.

Чертежи

Лист 1 - Определение закона движения

Лист 2 - Силовой расчет

Лист 3 - Проектирование зубчатой передачи

Лист 4 - Проектирование кулачкового механизма