Сборник заданий “Поршневые машины” для курсового проекта по курсу «Теория механизмов» с пояснениями по выполнению

       Р-Р_атм

  Р_max- Р_атм 

                                                                                               Рис. 3.4.

                                                                            Индикаторная диаграмма компрессора

                              

                                                                                                                                                                               

                        (1)

                     (2)                                

                     0                            1,0                              S_B / Н

                            
 
 

   Р-Р_атм

  Р_max- Р_атм  

                   1,0                    

                                                       (1)

                                                                                      Рис. 3.5. Индикаторная диаграмма насоса

 Р_max- Р_атм         

 
 

 

                                      (2)

0. S_B / Н

             1,0 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4.Проектирование  основного механизма. 

      Проектирование  основного механизма при выбранной  или заданной схеме (Рис.1) сводится к  определению размеров звеньев, например LOA, LAB.

      Для сложных машин, таких как двигатель внутреннего сгорания, задача не решается в рамках курса “Теория механизмов”, поэтому в задании на курсовой проект студентам предлагается методика расчета, связанная только с обеспечением таких важных кинематических параметров, как средняя скорость поршня, определяющих износ цилиндро - поршневой группы.

      Если  в задании на курсовой проект указывается  частота вращения коленчатого вала двигателя –n1 (об/мин) и средняя скорость поршня  VBср [ м/с ] за цикл, то необходимая длина кривошипа LOA[ м ] определяется по формуле

LOA = 15 ´ Vcp / n1;                     ( 1)

где: коэффициент 15 =60 / 4 служит для пересчета времени  из минут в секунды при учете  пути поршня за цикл, равный четырем длинам кривошипа.

Длина шатуна LAB определяется по заданному соотношению [ LAB / LOA ]

LAB = LOA ´ [ LAB / LoA ];                (2)

      Диаметр поршня D определяется по заданному соотношению [D / LOA], если оно не задано, можно ориентировочно принимать его в пределах 0,9 1,1.

      Исходные  данные для проектирования основного  механизма двигателя приводятся в таблице, приведенной в тексте задания.

      Таблица 4.1.  Исходные данные расчета основного механизма.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      В тексте задания также приводятся необходимые другие данные, такие  как схема расположения цилиндров  механизма, число цилиндров и  т.п.

      Масса поршня рассчитывается как объем цилиндра с днищем:

      m3 = ( p ´ D ´ Lп ´ h + ( p ´ D ´ D ) / 4 ´ h ) ´ r;     (3)

      где Lп » D - высота поршня;

      h = 0,005 0,01 (м) толщина стенок поршня;

      r - плотность материала: ×угун  rч = 7,8 ´ 10 [кг/м ];

      Алюминиевые сплавы rа = 2,7 ´ 10

[ кг/м ];

      Массу шатуна m2 приближенно можно принять равной массе поршня, момент инерции шатуна относительно центра масс можно рассчитать по его длине:

      Is = m2 ´[ L

AB / 12 ] ;                               (4)

      Выходные  данные расчетов по проектированию механизма  следует занести в таблицу 4.2:

 

      Примечание: Для компрессоров задается объемная производительность, по которой необходимая определяется частота вращения кривошипа (5) n .Проектирование механизма одноступенчатого компрессора проводится по заданной производительности ( объемному расходу газа при нормальных атмосферных условиях  Vh [м /мин] ).

      Диаметр поршня:

      

    [ м ];                  (5)

      где: Vcp - средняя скорость поршня (м/с);

1. число цилиндров;

 Для  машины двойного действия необходимо  при расчете по формуле 5  брать i=2.

Длина кривошипа:

LoA = D ´ ( H / D ) / 2= H / 2 ;                             (6)

      где: H / D = 1 - отношение хода поршня H к диаметру;

      Длина шатуна:

LAB = LOA ´ [ LAB / LoA ] ;

Необходимая частота вращения кривошипного вала компрессора:

n1 = 30 ´ Vcp / H   [об/мин]               (7) 

      5 . Выбор  параметров  зубчатой  передачи  с неподвижными  осями и схемы  планетарного редуктора.

     Зубчатую  передачу устанавливают при различии скоростей вращения кривошипа основного механизма и вала двигателя. При выбранной частоте вращения  электродвигателя n дв ( 750 ,1500 или 3000 об/мин) и заданной средней частоты вращения кривошипа передаточное отношение редуктора определяется по формуле

                                                   U= n дв / n 1       .           (8) 

      Передаточное  отношение реализуется  как  правило  выбором  минимального количества зубьев шестерни Z₁ (по согласовании с консультантом) из следующего ряда: 

      Z₁=10; 11; 12; 13; 14; 15; 16; 17; 18;19.

Число зубьев второго колеса определяют по формуле

    

 Z 2 = z 1 * U              (9) 

Параметры исходного производящего контура  инструмента выбирают по ГОСТ 13755-81:

 a=20°;  h_a^*=1; С^*=0,25;  P_f^*=0,38.

      

         По этим  параметрам строят  изображение инструмента и производят  расчет зубчатого зацепления  и колес с помощью ЭВМ.

      Для некоторых специальностей  рекомендуется упрощенное изображение зубчатого зацепления, полученного в ходе выполнения лабораторной работы. Рабочий чертеж зубчатого колеса и вала изображают в масштабе 1:1 с указанием материалов, термообработки  и прочих технических условий изготовления.

        При разработке конструкции редуктора расчеты уточняются из условий контактной и изгибной прочностей. В приложении приведены справочные данные, небходимые для расчетов. Исходные данные выбирают по согласованию с консультантом. Рекомендемые передаточные отношения и схемы планетарных редукторов представлены в приложении. Более подробно проектирование зубчатых механизмов изложено в пособии [3].