Курсовая работа 13: Проектирование и исследование механизмов дизель-воздуходувной установки вариант В

Проектирование и исследование механизмов дизель-воздуходувной установки

Содержание

• 1. Техническое задание……………………………………………4
• 1.1. Описание механизма…………………………………………………4

2. Проектирование основного механизма двигателя и определение его закона движения………………………………………………6

1. 2.1 Проектирование кинематической схемы рычажного механизма…..6
2. 2.2 Анализ и расчет сил действующих на звенья механизма…………...7
3. 2.3 Определение передаточных функций скоростей…………………….8
4. 2.4 Определение суммарного приведенного момента…………………..8
5. 2.5. Определение суммарной работы…………………………………….10
6. 2.6 Определение суммарного приведенного момента инерции……….12
7. 2.7 Определение кинетической энергии системы и угловой скорости первого звена…………………………………………………………………15
8. 2.8 Определение углового ускорения первого звена…………………..17

3. Силовой расчет механизма……………………………………..18

1. Начальные данные…………………………………………………...18
2. Определение линейных и угловых скоростей точек и звеньев механизма…………………………………………………………….18
3. Определение линейных и угловых ускорений точек и звеньев механизма…………………………………………………………….19
4. Расчет сил , действующих на звенья и пары механизма…………..21

4. Проектирование зубчатой передачи и планетарного редуктора……………………………………………………………24

1. 4.1 Проектирование эвольвентной зубчатой передачи…………………24
2. 4.1.1 Исходные данные………………………………………………...24
3. 4.1.2 Расчет параметров зубчатого зацепления………………………24
4. 4.1.3 Подбор коэффициентов смещения…………………………….25
5. 4.1.4 Параметры зацепления для принятых коэффициентов смещения………………………………………………………………………27
6. 4.2 Проектирование планетарного механизма……………………… ….27

5. Проектирование кулачкового механизма…………………… …29

1. 5.1 Начальные данные……………………………………………………29
2. 5.2 Получение закона изменения аналога скорости и перемещения в зависимости от угла поворота кулачка……………………………………... 30
3. 5.3 Построение фазовой диаграммы и определение минимального радиуса кулачка……………………………………………………………… 30
4. 5.4 Построение теоретического и действительного профиля кулачка..31
5. 5.5 Построения графика угла давления………………………………….32

• Заключение ………………………………………………………………… 33
• Список используемой литературы………………………………………….. 34

1.Техническое задание.

1.1. Краткое описание работы механизмов дизель воздуходувной установки.

Двигатель дизеля - двухтактный , двухцилиндровый, V-образный , отдаёт свою механическую энергию через планетарный повышающий редуктор (мультипликатор) центробежной воздуходувке (рис.1).Кривошипно-ползунные механизмы 1,2,3 и 1,4,5 обоих цилиндров двигателя одинаковые ;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 мёртвое положение, поршень 2-го цилиндра не достиг своего верхнего мертвого положения и пройдёт его после того, как коленчатый вал повернётся на 90.Отсюда следует , что кинематический и рабочий процессы, протекающие во 2-ом цилиндре, отстают от процессов, протекающих в 1-ом цилиндре ,на 90.Продолжительность цикла работы двухтактного двигателя составляет 360.Изменение давления газа на поршень в процессе его движения представлено индикаторной диаграммой(рис.2).
Рис. 1
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.13-2) принудительно открываются кулачками по заданному закону (рис.13-4 а).Кулачковый вал, кинематически связанный с коленчатым валом (рис.13-2 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 мёртвой точки на угол , и окончательно закрывается , когда коленчатый вал повернулся после нижней мёртвой точки на угол (рис.13-4 б).Таким образом, работа клапанов строго связана по фазам с вращением коленчатого вала , а следовательно, и с движением поршня.
Запуск двигателя производится от электростартера (рис.13-1,13-2 б), раскручивающего коленчатый вал до необходимой угловой скорости через зубчатую передачу , составленную из колёс 6 и 7 .при проектировании и исследовании механизмов двигателя считать известными параметры, приведённые в табл.13-1.
Рис.2

Исходные данные

Таблица 1.

• Лист 1. Проектирование основного механизма двигателя и определение его закона движения.

1. Определение основных размеров звеньев механизма по заданным условиям (средняя скорость поршня; число оборотов коленчатого вала; отношение длины шатуна к длине кривошипа).
2. Построение диаграммы изменения угловой скорости коленчатого вала двигателя за время одного цикла установившегося режима и определение коэффициента неравномерности (.
Основные результаты расчёта привести в табл.1-1(Приложение 1).
Примечание:
1. Веса звеньев и их моменты инерции даны ориентировочно.
2. Центры тяжестей поршней S3 и расположены соответственно в точках B и C.Центр тяжести коленчатого вала расположен на его оси вращения.

• Лист 2. Силовой расчёт основного механизма двигателя с учётом динамических нагрузок.

1. Определение углового ускорения звена приведения по уравнению движения в дифференциальной форме (на основании исследования, выполненного на листе 1 проекта) в положении механизма , соответствующем заданному углу 1.Определение линейных ускорений центров тяжести и угловых ускорений звеньев.
2. Построение картины силового нагружения механизма.
3. Определение сил в кинематических парах механизма.
4. Оценка точности расчётов , выполненных на листах 1 и 2 проекта, по уравнению моментов или уравнению сил для ведущего или ведомого звена механизма.
Основные результаты расчёта привести в табл.1-2(Приложение 1).

• Лист 3. Проектирование стартерной зубчатой передачи и планетарного редуктора.

1. Выполнение геометрического расчета эвольвентной зубчатой передачи z₆,z₇.(рис.13-1).
2. Построение схемы станочного зацепления при нарезании колеса с меньшим числом зубьев и профилирование зуба (включая галтель) методом огибания.
3. Вычерчивание схемы зацепления колёс с указанием основных размеров и элементов колёс и передачи.
4. Проектирование планетарного редуктора (подбор числа зубьев) по заданному передаточному отношению i_8-11 редуктора и числу сателлитов. Допустимое отклонение i_ред+-5%.Колёса планетарного редуктора нулевые; модуль колёс равен 3 мм.
5. Определение передаточного отношения , линейных скоростей и чисел оборотов звеньев спроектированного редуктора графическим способом.
Основные результаты расчёта привести в табл.1-4(Приложение 1).

• Лист 4.Проектирование кулачкового механизма привода выхлопного клапана.

1. Построение кинематических диаграмм движения толкателя (ускорения, перемещения, скорости), по заданному закону изменения ускорения толкателя (рис.13-4а).
2. Определение основных размеров кулачкового механизма с центральным толкателем при наименьших габаритах с учётом максимально допустимого угла давления a_доп.
3. Построение профиля кулачка (центрового и конструктивного).
4. Построение диаграммы угла давления в функции угла поворота кулачка.
Основные результаты расчёта привести в табл.1-3(Приложение 1).

Чертежи

Лист 1 - Определение закона движения

Лист 2 - Силовой расчет

Лист 3 - Проектирование зубчатой передачи

Лист 4 - Проектирование кулачкового механизма