Курсовая работа 119: Проектирование и исследование механизмов автомобиля технической помощи с двигателем Стирлинга вариант Б

Проектирование и исследование механизмов автомобиля технической помощи с двигателем Стирлинга

Реферат

В курсовой работе выполнено проектирование двигателя Стирлинга для малого автомобиля технической помощи. Проведено:

• - проектирование ромбического механизма и определен закон его движения;
• - силовой расчет ромбического механизма;
• - проектирование цилиндрической эвольвентной прямозубой зубчатой передачи и однорядного планетарного редуктора;
• - проектирование кулачкового механизма с качающимся толкателем.

Расчетно-пояснительная записка содержит 37 страниц формата А4, 4 листа формата А1 и 9 таблиц.

Содержание

• Техническое задание. 5
• 1. Определение закона движения двигателя Стирлинга. 9
• 1.1. Определение размеров ромбического механизма. 9
• 1.2. Построение индикаторной диаграммы и диаграммы сил. 9
• 1.3. Определение передаточных функций механизма. 11
• 1.4. Построение диаграммы суммарного приведенного момента. 12
• 1.5. Определение приведенного момента инерции двигателя Стирлинга. 13
• 1.6. Построение графика суммарной работы и графика угловой скорости кривошипа. 15
• 1.7. Построение графика углового ускорения кривошипа. 16
• 1.8. Определение времени разгона механизма до одного цикла работы двигателя. 17
• 1.9. Построение графиков изменения объемов холодной и горячей областей двигателя. 18
• 2. Силовой расчет механизма. 19
• 2.1. Построение планов скоростей и ускорений. 19
• 2.2. Определение главных векторов и главных моментов сил инерции и сил тяжести звеньев механизма. 19
• 2.3. Определение усилий в кинематических парах. 20
• 3. Проектирование зубчатой передачи. 22
• 3.1. Геометрический расчет эвольвентной зубчатой передачи внешнего зацепления. 22
• 3.2. Определение геометрических параметров зубчатой передачи с помощью ЭВМ.. 24
• 3.3. Выбор коэффициентов смещения с учетом качественных показателей. 29
• 3.4. Построение профиля зуба колеса, изготавливаемого реечным инструментом.. 29
• 3.5. Построение проектируемой зубчатой передачи. 29
• 3.6. Проектирование планетарного редуктора коробки отбора мощности. 30
• 4. Проектирование кулачкового механизма. 32
• 4.2. Построение фазового портрета кулачка. 33
• 4.3. Построение профиля кулачка. 33
• 4.4. Построение графика углов давления. 34
• Заключение. 35
• Список использованной литературы.. 37

Техническое задание

Малый автомобиль технической помощи и все его вспомогательные агрегаты приводятся в движение от двигателя Стирлинга 13. Через блок синхронизирующих колес 15, коробку перемены передач 16 и карданный вал вращение передается на главную передачу моста. С зубчатого колеса 11 осуществляется отбор мощности к коробке отбора мощности 14, в которой через зубчатые колеса 18 и 19 с неподвижными осями вращения, муфту и однорядный редуктор с колесами 20, 21, 22 и водилом h приводится в движение лебедка (число сателлитов редуктора k=3).
Двигатель нереверсивный вертикальный с внешним подводом теплоты. Он состоит из герметичного цилиндра 7, разделенного рабочим 5 и вытеснительным 3 поршнями на свободно сообщающиеся между собой горячую «Г» и холодную «Х» полости. В обеих полостях под давлением до 12 МПа находится рабочее тело (водород, гелий или воздух). Температура горячей полости порядка 600 ºС, холодной – 20-25 ºС. Двигатель производит полезную работу путем сжатия рабочего тела при низкой температуре и расширения его при высокой. При движении вытеснительного поршня вверх рабочее тело по каналам нагревателя 8, генератора 9 и холодильника 10 перемещается из горячей полости в холодную, а при движении вниз оно возвращается тем же путем в горячую полость. Тепло рабочему телу передается через стенку нагревателя 8, выполненного из большого количества трубок, кольцеобразно расположенных вокруг цилиндра 7.
Цикл работы двигателя осуществляется за один оборот коленчатых валов I и I', кинематически связанных при помощи шатунов с траверсами рабочего и вытеснительных поршней. Закон изменения давления рабочего тела в цилиндре двигателя в зависимости от положения рабочего поршня показан на индикаторной диаграмме, данные для ее построения приведены в таблице 1.1. участок a-b-c индикаторной диаграммы соответствует движению рабочего поршня вверх, т.е. фазе сжатия рабочего тела, участок c-d-a – движению рабочего поршня вниз, т.е. фазе расширения рабочего тела. Перемещение рабочего тела в горячую полость при подготовки такта сжатия и в горячую полость при подготовке такта расширения обеспечивается вытеснительным поршнем, движение которого согласовано с движением рабочего поршня с помощью ромбического механизма.
Для снятия крутящего момента с одного вала и c целью исключения перекосов в цилиндре, т.е. обеспечения синхронного движения звеньев левой и правой половины «ромба», используются три синхронизирующих зубчатых колеса 6, 11, 12. Передаточное отношение в каждой паре равно двум. При этом зубчатое колесо 11, с которого осуществляется съем движения, выполняется с двумя зубчатыми венцами, один из которых имеет внутренние зубья, а другой внешние.
Примечания.
1. По исходным данным, приведенным в таблице 1, требуется спроектировать ромбический механизм, построить графики изменения объемов горячей и холодной полостей двигателя, определить закон движения кривошипа 1 и время разгона автомобиля для одного цикла работы двигателя. Принять l_CS2= l_FS4=2∙L/3.
2. Модуль зубчатых колес 18,19 и планетарного редуктора m=5 мм.
3. M_с^пр принять равным 0,1∙ M_д^пр_max.

Исходные данные

Давление в цилиндре двигателя в долях максимального давления в зависимости от положения рабочего поршня.

Чертежи

Лист 1 - Определение закона движения

Лист 2 - Силовой расчет

Лист 3 - Проектирование зубчатой передачи

Лист 4 - Проектирование кулачкового механизма