Исследование механизма компрессора
МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ
СООБЩЕНИЯ
РОСИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МОСКОВСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ (МГУПС)
Кафедра машиноведения и сертификации
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине
Теория механизмов и машин
МОСКВА
Содержание
1.
Расчёт
недостающих размеров механизма
2.
Кинематическое
исследование механизма компрессора
2.1 Построение плана скоростей для заданного
5-го положения
2.2 Определение угловых скоростей
2.3 Определение планов ускорений
2.4 Определение угловых ускорений
2.5 Определение сил полезного сопротивления
2.6 Построение плана сил для группы 2-3
2.7 Построение плана сил для группы 4-5
2.8 Построение плана сил для кривошипа
3.
Синтез
зубчатого зацепления
3.1 Расчёт основных параметров
зубчатого зацепления
Выводы
1. Расчёт
недостающих размеров механизма
Задана длина
кривошипа lАС=r1=0,038
задаём ОА=ОС=38
Определяем
масштабный коэффициент Кl:
Kl== ();
По известному
параметру механизма = находим l2, где =;
l2==l4= (м);
lав=lас== (м);
Так как
механизм находится в 5 положении, то, деля окружность на 12 частей, т.е. на
каждую часть приходится по 30, задаём нужное положение.
2.
Киниматическое исследование механизма компрессора
2.1
Построение
плана скоростей для заданного 5-го положения.
,
угловая скорость
коленчатого вала
,
где мин-1 – частота
вращения коленчатого вала.
;
;
Определяем
масштабный коэффициент скорости. Для этого выбираем произвольно отрезок PVa,
на которой изображаем скорость в точке А.
PVa=80
(мм)
;
Определяем скорость в точке В. Так как шатун АВ совершает
сложное плоскопараллельное движение, то скорость любой точки шатуна можно
представить состоящую из двух скоростей:
1.
Скорость
любой точки поступательного движения (Va)
2.
Скорость
другой точки во вращательной движении относительно точки А. (Vва)
Составим
векторное уравнение:
=+
=
=;
=
= ;
=
=
=
= ;
Находим из отношения:
(мм);
Находим из отношения:
(мм);
Находим
скорости в точках и
:
;
;
2.2
Определение
угловых скоростей
(с-1);
(с-1);
2.3
Определение
планов ускорений
Определяем
ускорение в точке А.
, так как , то ,
;
;
Уравнения для
определения ускорения в точке будет следующем.
, где
-нормальное ускорение,
-тангенциальное ускорение;
=
= ;
;
(мм);
=;
= ;
;
;
=;
= ;
;
(мм);
;
;
;
; ;
(мм);
(мм);
(мм);
(мм);
2.4
Определение
угловых ускорений
();
;
2.5
Определение
сил полезного сопротивления
;
(мм); (мм);
(м);
;
;
ИНДИКАТОРНАЯ ДИАГРАММА
КОМПРЕССОРА.
максимальное ход поршня.
расстояние от поршня
до В.М.Т.
давление в поршне.
- максимальное давление воздуха.
Составим
таблицу поведения компрессора при всасывании и при нагнетании и по полученным
данным строим векторную диаграмму компрессора.
При
всасывании:
|
0
|
0,1
|
0,2
|
0,3
|
0,4
|
0,5
|
0,6
|
0,7
|
0,8
|
0,9
|
1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При
нагнетании:
|
0
|
0,1
|
0,2
|
0,3
|
0,4
|
0,5
|
0,6
|
0,7
|
0,8
|
0,9
|
1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
; ;
где -диаметр цилиндра,
- сила, определяемая из
индикаторной диаграммы компрессора для соответствующего положения механизма.
(Н);
2.6
Построение
плана сил для группы 2-3.
а) Силы
тяжести.
(Н); (мм);
(Н); (мм);
б) Силы
инерции
(Н); (мм);
(Н); (мм);
;
где - ускорение центра масс,
полученное из плана скоростей.
Силы тяжести
приложены в центрах масс звеньев. Силы инерции приложены в центре масс и
направлены противоположно ускорениям соответствующих центров масс. К звеньям
необходимо приложить момент инерции
в) Момент
силы инерции.
;
Составим
уравнение равновесия на 2-е и 3-е звено:
Мы не можем
решить это уравнение, поэтому в нём 3 неизвестных. Для того, чтобы его решить
найдём из уравнения
моментов сил для звена 2 относительно
(Н);
Получаем что,
(Н);
(Н);
2.7
Построение
плана сил для группы 4-5
а) Силы
тяжести:
(Н) (мм);
б) Силы
инерции:
(Н); (мм);
(Н); (мм);
;
в) Момент
силы инерции:
;
Составим
уравнение равновесия на 5-е и 4-ое звено:
;
Мы не можем
решить это уравнение, поэтому в нём 3 неизвестных. Для того, чтобы его решить
найдём из уравнения
моментов сил для звена 4 относительно .
;
(Н);
(Н);
(Н);
2.8 Построение
плана сил для кривошипа
;
;
Условие
равновесия системы:
Найдём
уравновешивающий момент.
3. Синтез
зубчатого зацепления
3.1 Расчёт
основных параметров зубчатого зацепления
Исходные
данные: угол профиля ,угол
зацепления ,
коэффициент смещения ; ;; Модуль зацепления (мм)
Межосевое
расстояние.
(мм);
Делительные
диаметры зубчатых колёс.
(мм);
(мм);
Делительное
межосевое расстояние.
(мм);
Коэффициент
воспринимаемого смещения.
;
Коэффициент
уравнительного смещения.
(мм);
Радиус
начальной окружности.
(мм);
(мм);
Радиусы
вершин зубьев.
(мм);
Радиусы
впадин.
(мм);
(мм);
Высота зуба.
(мм);
Толщина
зубьев по делительной окружности.
(мм);
(мм);
Радиусы
основных окружностей.
(мм);
(мм);
Углы профиля
в точке на окружности вершин.
;
;
Коэффициент
торцевого перекрытия.
.
Выводы
В ходе данной
курсовой работы бал исследован механизм компрессора. В ходе кинетостатического
исследования были построены планы сил, ускорений и скоростей, определены скорости
и ускорения отдельных частей механизма.
Также нами
был проведён геометрический синтез зубчатого зацепления, рассчитаны основные
параметры зубчатой передачи.