МГТУ им. Н.Э. Баумана
Факультет «Робототехники и комплексной автоматизации»
Кафедра «Теория механизмов и машин»
Расчетно-пояснительная
записка к курсовому проекту
Тема проекта
Проектирование и исследование механизмов сильфонного поршневого компрессора
(Задание №51 Д)
Студент Сушенцов С.С. группа СМ6-51
Руководитель проекта Костиков Ю.В.
2007
Реферат
Расчетно-пояснительная записка состоит из 35 страниц машинописного текста, 1 рисунок и 9 таблиц.
Расчетно-пояснительная записка содержит динамический расчет сильфонного поршневого компрессора. Расчет включает проектирование основного кривошипно-ползунного механизма и определение его закона движения, силовой расчет основного механизма с учетом динамических нагрузок, расчет и исследование зубчатой передачи и планетарного механизма, расчет кулачкового механизма отсчета оборотов.
Содержание.
Техническое задание.
1. Определение закона движения механизма.
1.1. Определение размеров механизма.
1.2. Силы, действующие на звенья механизма.
1.3. Построение графика силы F.
1.4. Нахождение значений передаточных функций.
1.5. Построение графика приведённого момента.
1.6. Построение графика суммарной работы .
1.7. Построение графиков приведенных моментов
инерции II группы звеньев.
1.8. Построение графика угловой скорости
1.9. Построение графика времени движения
механизма.
1.10. Построение графика углового ускорения.
начального звена.
2. Силовой расчёт механизма.
2.1. Исходные данные для силового расчёта.
2.2. Построение схемы механизма.
2.3. Определение скоростей точек механизма.
2.4. Определение ускорений точек механизма.
2.5. Определение главных векторов и главных
моментов сил инерции.
2.6. Силовой расчёт.
3. Проектирование цилиндрической эвольвентной
зубчатой передачи.
3.1. Исходные данные для проектирования.
3.2. Исходные данные для программы.
3.3. Результаты расчета параметров на ЭВМ.
3.4. Идентификаторы, обозначения и наименования
результирующих величин.
3.5. Выбор коэффициетов смещения с учетом
качественных показателей.
3.6. Качественные показатели зубчатых передач.
3.7. Построение профиля зуба колеса, изготовляемого
реечным инструментом.
3.8. Построение проектируемой зубчатой передачи.
4. Проектирование планетарного редуктора.
4.1. Исходные данные.
4.2. Синтез планетарного механизма.
4.3 Графическая проверка.
6
8
8
8
9
10
10
12
12
13
13
13
15
15
15
15
16
16
17
20
20
20
21
22
23
24
25
27
28
28
28
29
5. Проектирование кулачкового механизма.
5.1. Исходные данные.
5.2. Построение кинематических диаграмм методом
графического интегрирования.
5.3. Определение основных размеров кулачкового
механизма.
5.4. Построение профиля кулачка.
5.5. Построение графика изменения угла давления.
Заключение.
Список использованной литературы.
30
30
30
31
32
32
34
35
Техническое задание.
Задание № 51 Д. Сильфонный поршневой компрессор.
Задание ОПМ-51Д. Проектирование и исследование механизмов сильфонного поршневого компрессора.
Вертикальный одноцилиндровый поршневой компрессор служит для сжатия химически активных газов. Приводится он в движение от электродвигателя (с жесткой механической характеристикой) через зубчатые колёса с числами зубьев z1 и z2 и планетарный одноступенчатый редуктор. Рабочая полость компрессора изолирована от картера компрессора, редуктора и двигателя с помощью сильфона, один конец которого припаян к поршню, а другой конец - к корпусу компрессора. Для охлаждения цилиндра служит радиатор, обдуваемый газом из общей для объекта системы охлаждения. Изменение давления P газа в цилиндре от хода поршня характеризуется индикаторной диаграммой, данные, для построения которой даны в таблице 2. Изменение усилия P*, приложенного к поршню от сильфона при его растяжении и сжатии в зависимости от хода поршня, показано на диаграмме.
Основной механизм компрессора _ кривошипно-ползунный. Он состоит из коленчатого вала, шатуна и ползуна (поршня). Противовесы на коленчатом валу частично уравновешивают механизм, уменьшая усилия в подшипниках. На коленчатом валу установлен кулачок механизма отсчёта оборотов, качающейся толкатель которого приводит включение контактов счётчика оборотов. При проектировании и исследовании механизмов компрессора пользоваться исходными данными из таблицы 1.
Исходные данные для проектирования
Таблица 1.
| Параметр | Обозначение | Размерность | Значение |
1 | Средняя скорость поршня | (VB)ср. | м/с | 0.3 |
2 | Отношение длины шатуна к длине кривошипа | lAB/lOA,λ1 | - | 9.34 |
3 | Отношение расстояния от центра тяжести шатуна до точки A к длине шатуна | lAB/lAS,λ2 | - | 4.9 |
4 | Диаметр цилиндрa | d | м | 0.05 |
5 | Номинальное число оборотов электродвигателя |
| Об/с | 125 |
6 | Максимальное давление газа в цилиндре
| Pmax | Па | 3,14.105 |
7 | Масса шатуна | М2 | Кг | 0.0608 |
8 | Масса поршня | М3 | Кг | 0.2256 |
9 | Момент инерции шатуна относительено оси, проходящей через центр тяжести | I2S | кг⋅м2 | 2.256.10-4 |
10 | Максимальное усилие растяжения-сжатия от сильфона | Р* | Н | 137.34 |
11 | Момент инерции кривошипа | I10 | кг.м2 | 3.728.10-5 |
12 | Маховый момент ротора электродвигателя | GD2 | кг.м2 | 0.055 |
13
| Угловая координата кривошипа для начала разгона | ϕ0 | град | 90 |
14 | Начальная угловая скорость коленчатого вала при разгоне | ωнач | рад/с | 0 |
15 | Момент электродвигателя | Мд | Н⋅м | 0,167 |
16 16 | Угловая координата кривошипа для силового расчёта | ϕ1 | град | 300 |
17 | Момент инерции редуктора,приведенный к валу электродвигателя | Iред | кг.м2 | 2.747.10-3 |
18 | Передаточное отношение планетарного редуктора | i2в | - | 6,25 |
19 | Число зубьев колес | z1/z2 | - | 14/20 |
20 | Модуль зубчатых колёс | m | мм | 2 |
21 | Угол наклона зубьев колес | β | град | 25 |
22 | Угол рабочего профиля кулачка | δраб | град | 150 |
23 | Максимальный ход толкателя | SB | м | 0,009 |
24 | Длина коромысла толкателя | l11 | м | 0,03 |
25 | Максимальное значение угла давления в кулачковом механизме | αдоп | град | 32 |
26 | Отношение ускорений точки В толкателя | a1/a2 |