Курсовая работа 145: Проектирование и исследование механизмов двигателя с гидромеханической трансмиссией вариант А
Описание
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 определяется скорость движения автомобиля, при заданных условиях движения.
- На втором листе определяются реакции, действующие в кинематических парах кривошипно-ползунного механизма двигателя.
- На третьем листе проектируется зубчатая пара масляного насоса и производится подбор чисел зубьев планетарного механизма.
- На четвёртом листе проектируется кулачковый механизм привода клапанов двигателя.
- К расчётно-пояснительной записке в приложении прилагаются результаты расчётов, выполненных на ЭВМ.
Содержание
- Реферат...........................................................................................................2
- Содержание....................................................................................................3
- 1.Техническое задание……………………………….……………….…....5
- 1.1.Описание машины………………………………………...……...5
- 1.2.Исходные данные…………………………………...……………8
- 2.Определение скорости автомобиля при постоянном сопротивлении движению………….….....12
- 2.1.Определение линейных размеров кривошипно-ползунного механизма.................14
- 2.2.Определение кинематических передаточных функций и отношений........................15
- 2.3.Определение движущего момента..............................................16
- 2.4.Определение моментов на насосном и турбинном колёсах.....18
- 2.5.Определение угловой скорости начального звена....................19
- 2.6.Определение скорости движения автомобиля...........................21
- 3.Силовой расчет основного механизма....................................................23
- 3.1.Аналитический расчет усилий в кинематических парах..........23
- 3.2.Проверка расчетов графоаналитическим способом..................24
- 3.2.1.Определение скоростей точек и звеньев.........................24
- 3.2.2.Определение ускорений точек и звеньев........................26
- 3.2.3.Определение главных векторов и главных моментов сил инерции......................27
- 3.2.4.Определение статических и движущих сил……….…..27
- 3.2.5.Определение реакций в кинематических парах.............28
- 3.3 Сравнение результатов................................................................32
- 4.Расчёт зубчатой передачи и планетарной коробки передач................33
- 4.1.Расчёт цилиндрической зубчатой передачи масляного насоса....................33
- 4.1.1.Выбор коэффициентов смещения..................................33
- 4.1.2.Станочное зацепление.....................................................35
- 4.1.3.Зубчатая передача............................................................36
- 4.2 Подбор чисел зубьев колес планетарной коробки передач….37
- 5. Проектирование кулачкового механизма.............................................40
- 5.1 Определение кинематических передаточных функций….......40
- 5.2 Определение основных размеров кулачкового механизма......41
- 5.3 Построение конструктивного профиля..........................43
- 5.4 Проверка выполнения ограничения по допустимому углу давления…………...44
- Заключение..................................................................................................45
- Литература...................................................................................................46
1. Техническое задание
1.1 Описание машины
Легковой автомобиль среднего класса оснащен четырехтактным четырехцилиндровым бензиновым двигателем (ДВС) (рис. 1.1) 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. 1.2), 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. 1.2). Движение от кулачка на клапан передается посредством качающегося толкателя (коромысла) (рис. 1.3). Закон изменения ускорения клапана соответствует графику на рисунке 1.4.
Система смазки двигателя принудительная. Давление в ней создается с помощью шестеренчатого насоса, приводимого от коленчатого вала (на рисунке 1.1 не показан). Гидродинамический трансформатор состоит из насосного колеса Н (см. рис. 1.1, 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 = Mт/MH 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 = 1,5, модуль колес принять т = 1 мм).
- 4. Спроектировать кулачковый механизм привода клапанов двигателя при условии получения минимальных габаритов.
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.
Положение Поршня | S/H | 0 | 0.025 | 0.05 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 0.9 | 1.0 |
Расширение | | 0,69 | 1,0 |
| 0,59 | 0,328 | 0,214 | 0,148 | 0,1 | 0,079 | 0,069 | 0,062 | 0,043 | 0,04 |
Выпуск | 0.013 | |||||||||||||
Всасывание | -0.013 | |||||||||||||
Сжатие | 0,626 |
| 0,36 | 0,26 | 0,13 | 0,061 | 0,024 | 0,013 | 0,009 | - 0,002 | - 0,008 | -0,01 | -0,013 |
Таблица 1.2
Чередование процессов в цилиндрах двигателя.
Угол поворота коленчатого вала, град. | 1-й цилиндр | 2-й цилиндр | 3-й цилиндр | 4-й цилиндр |
0-180 | Расширение | Сжатие | Выпуск | Всасывание |
180-360 | Выпуск | Расширение | Всасывание | Сжатие |
360-540 | Всасывание | Выпуск | Сжатие | Расширение |
540-720 | Сжатие | Всасывание | Расширение | Выпуск |
Рис 1.2 Схема основного механизма двигателя и механизма газораспределения.
Рис 1.3 Схема управления подъёмом клапана.
Рис 1.4 Закон изменения ускорения клапана.
Рис 1.5 Закон изменения коэффициента трансформации.
1.2 Исходные данные
В таблице 1.3 приведены все исходные данные необходимые для выполнения курсового проектирования.Таблица 1.3
Исходные данные для проектирования
№ п/п | Величина | Единица измерения | значение |
1 | Средняя скорость поршня VCcp | м/с | 13,5 |
2 | Отношение длины шатуна к длине кривошипа | - |
3,8 |
3 | Отношение расстояния от точки В до центра масс шатуна к длине шатуна | - | 0,26 |
4 | Диаметр цилиндра d | м | 0,082 |
5 | Частота вращения коленчатого вала при номинальной нагрузке 1 | 1/с | 607 |
6 | Максимальное давление в цилиндре на заданном режиме движения pmax | МПа | 1,64 |
7 | Масса шатуна m2 | кг | 0,8 |
8 | Масса поршня m3 | кг | 0,75 |
9 | Момент инерции коленчатого вала, маховика и насосного колеса с частью жидкости I1 | кгм2 | 0,127 |
10 | Момент инерции шатуна относительно оси, проходящей через ц. м. шатуна I2S | кгм2 | 0,0075 |
11 | Передаточное отношение ПКП UПКП | - | 2,5 |
12 | Передаточное отношение главной передачи UГП | - | 4,22 |
13 | Радиус колеса автомобиля rк | м | 0,293 |
Окончание Таблицы 1.3
14 | Суммарная сила сопротивления движению автомобиля, приложенная к ведущим колёсам, Рсопр | Н | 2000 |
15 | Коэффициент неравномерности вращения коленчатого вала на заданном режиме движения | - | 0,05 |
16 | Угловая координата кривошипа для силового расчёта | град | 30 |
17 | Высота подъёма клапана h | м | 0,009 |
18 | Координаты взаимного расположения распределительного вала и коромысел клапанов: a b |
м м |
0,036 0,025 |
19 | Отношение длин плеч коромысла с1/с2 | - | 1 |
20 | Максимально допустимый угол давления в кулачковом механизме доп. | град | 30 |
21 | Соотношения между ускорениями толкателя | - | 3,0 |
22 | Числа зубьев колёс масляного насоса z1 = z2 | - | 10 |
23 | Угол наклона линии зуба | град | 10 |
24 | Модуль m колёс z1, z2 | мм | 3,0 |
25 | Рабочий угол профиля кулачка | град | 120 |
26 | Радиус сферической части коромысла клапана RE | м | 0,01 |
27 | Число сателлитов в планетарной коробке передач k | - | 3 |
Чертежи
Лист 1 - Определение закона движенияЛист 2 - Силовой расчетЛист 3 - Проектирование зубчатой передачиЛист 4 - Проектирование кулачкового механизма
Характеристики курсовой работы
Преподаватели
Список файлов
- РПЗ.doc 983,5 Kb
- Лист (1).dwg 106,77 Kb
- Лист (2).dwg 151,15 Kb
- Лист (3).dwg 146,97 Kb
- Лист (4).dwg 101,55 Kb
- Приложения.doc 291,5 Kb