Курсовая работа 15: Проектирование и исследование механизмов поршневого детандера вариант А
Описание
ЗАДАНИЕ № 15
Проектирование и исследование механизмов поршневого детандера
Краткое описание работы механизмов автомобиля.
Детандерами называются машины, служащие для создания холода за счет внешней работы, совершаемой расширяющимся газом. Детандеры широко применяются в технике глубокого холода.
Детандер высокого давления (рис. 1)—вертикальная одноцилиндровая машина простого действия. Основным механизмом детандера является кривошипно-ползунный механизм, состоящий из коленчатого вала 1, шатуна 2 и поршня 3. Рабочее тело — воздух, сжатый до давления рmax, поступает в цилиндр детандера 4 через впускной клапан 8. При движении поршня вниз сжатый воздух расширяется, производя работу. Рабочий цикл детандера совершается за один оборот коленчатого вала. Изменение давления в цилиндре детандера в зависимости от положения поршня представлено индикаторной диаграммой (рис. 2), данные для построения которой приведены в табл.
рис.1
рис. 2
. Рабочее тело удаляется из цилиндра после расширения через выпускной клапан 11. Клапаны открываются принудительно посредством штоков-толкателей 7 и 10. Кулачки впуска 6 и выпуска 9 насажены на коленчатый вал детандера. Схема кулачкового механизма привода впускного клапана изображена на рис. 3, а закон изменения ускорения толкателя кулачкового механизма — на рис. 4.
Рис.3 рис.4
Работа детандера воспринимается генератором электрического тока 14. Маховик-шкив 12, насаженный на коленчатый вал, передает движение шкиву генератора с помощью клиноременной передачи 18. Коленчатый вал снабжен двумя противовесами 5.
В установке «поршневой детандер-генератор отсутствуют зубчатая передача и планетарный редуктор, проектирование которых провести по дополнительному заданию ( рис. 5, табл. 3).
Рис.5
Объем и содержание курсового проекта
Лист 1. Проектирование основного механизма детандера и определение закона его движения.
- Определение основных размеров звеньев механизма по заданным условиям (средняя скорость поршня, число оборотов коленчатого вала; отношение длины шатуна к длине кривошипа).
- Определение необходимого момента инерции маховых масс, обеспечивающих вращение коленчатого вала с заданным коэффициентом неравномерности при установившемся режиме работы. Определение момента инерции дополнительном моховой массы (маховика), установленной на коленчатом валу.
- Построение диаграммы изменения угловой скорости коленчатого вала за время одного цикла установившегося режима работы.
Лист 2. Силовой расчет основного механизма детандера с учетом динамических нагрузок.
- 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 j1. Определение линейных ускорений центров тяжести и угловых ускорении звеньев.
- Построение картины силового нагружения механизма.
- Определение сил в кинематических парах механизма.
- Оценка точности расчетов, выполненных на листах 1 и 2 проекта, по уравнению моментов или уравнению сил для ведущего или ведомого звена механизма.
Лист 3. Проектирование зубчатой передачи и планетарного редуктора
- Выполнение геометрического расчета эволъвентной зубчатой передачи z5, z6
- Построение схемы станочного зацепления при нарезании колеса с меньшим числом зубьев и профилирование зуба (включая галтель) методом огибания.
- Вычерчивание схемы зацепления колес с указанием основных размеров и элементов колес и передачи.
- Проектирование планетарного редуктора (подбор чисел зубьев) по заданному передаточному отношению редуктора и числу сателлитов. Допустимое отклонение iред±5%.
- Определение передаточного отношения, линейных скоростей и чисел оборотов звеньев спроектированного редуктора графическим способом.
Лист 4. Проектирование кулачкового механизма привода впускного клапана
- Построение кинематических диаграмм движения толкателя (ускорения, скорости, перемещения) по заданному закону изменения ускорения толкателя (рис. 4).
- Определение основных размеров кулачкового механизма наименьших габаритов с учетом максимально допустимого угла давления (q).
- Построение профиля кулачка (центрового и конструктивного) .
- Построение диаграммы изменения угла давления в функции угла поворота кулачка.
Исходные данные
№ | Наименование параметра | Обозначение | Единица СИ | Значения |
1 | Средняя скорость поршня | vср | м/с | 1,53 |
2 | Отношение длины шатуна к длине кривошипа | lAB/lOA | - | 4,80 |
3 | Отношение расстояния от точки А до центра тяжести шатуна к длине шатуна | lAS2/lAB | - | 0,25 |
4 | Диаметр цилиндра | d | м | 0,080 |
5 | Число оборотов коленчатого вала | n1 | c-1 | 4,26 |
6 | Максимальное давление воздуха в цилиндре | Pmax | МПа | 11,772 |
7 | Вес шатуна | G2 | Н | 290 |
8 | Вес поршня | G3 | Н | 500 |
9 | Момент инерции шатуна относительно оси, проходящей через его центр тяжести | J2S | кг·м2 | 0,737 |
10 | Момент инерции коленчатого вала (без маховика) | J10 | кг·м2 | 4,2 |
11 | Коэффициент неравномерности вращения коленчатого вала | | - | 1/25 |
12 | Угловая координата кривошипа для силового расчета (рис. 15-1) | 1 | град | 60 |
13 | Угол рабочего профиля кулачка | раб | град | 60 |
14 | Ход толкателя кулачкового механизма | h | м | 0,008 |
15 | Максимально допустимый угол давления в кулачковом механизме | | град | 35 |
Таблица 1.
Таблица 2.
Путь поршня (в долях хода Н) | Sb/H | 0 | 0,05 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 0.9 | 1.0 | |
Давление воздуха (в долях от Pmax) | P/Pmax | Для хода поршня вниз | | |||||||||||
1,60 | 1,00 | 1,00 | 0,00 | 0,92 | 0,70 | 0,54 | 0,44 | 0,36 | 0,32 | 0,30 | 0,20 | |||
Для хода поршня вверх | | |||||||||||||
1,60 | 1,34 | 1,16 | 0,10 | 0,10 | 0,10 | 0,10 | 0,10 | 0,10 | 0,10 | 0,10 | 0.20 | |||
| | | | | | | | | | | | | | |
Таблица 3.
№ | Наименование параметра | Обозначение | Размерность | Значение |
1 | Передаточное отношение механизма | i56 | - | 13 |
2 | Числа зубьев колес 5, 6 | z5 | - | 11 |
| | z6 | - | 18 |
3 | Модуль зубчатых колес 5. 6 | m | мм | 4 |
4 | Число сателлитов в планетарном редукторе | | град | 10 |
5 | Число сателлитов в планетарном редукторе | K | - | 3 |
6 | Параметры исходного контура реечного инструмента | |
Характеристики курсовой работы
Список файлов
- задание с сайта.doc 199,5 Kb
- задание.doc 1,77 Mb
- приложение.doc 1,6 Mb
- реферат мой.doc 22 Kb
- РПЗ.doc 621,5 Kb
- содержание.doc 29 Kb
- титульник.doc 26,5 Kb
- листы.dwg 310,11 Kb
Начать зарабатывать