Проектирование и исследование механизмов ДВС компрессорной установки / ТММ 150-Г/РПЗ.doc
МГТУ имени Баумана Кафедра РК-2
РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту на тему:
Проектирование и исследование
механизмов ДВС компрессорной установки.
Студент: Жаров Н.В.
Группа: М1-52
Консультант: Чернышева И.Н.
Дата предъявления:
Дата зачета:
Подпись преподавателя:
-2007-
Реферат
В данной работе производиться исследование работы механизмов ДВС-насосной установки. Проект состоит из расчетно-пояснительной записки и четырех графических листов.
На первом листе производится определение закона движения механизма, расчет требуемого момента инерции маховых масс, обеспечивающего заданную неравномерность вращения коленчатого вала двигателя . Приведено аналитическое выражение передаточных функций по скоростям и координатам.
На втором листе производиться исследование силового нагружения кривошипно-ползунного механизма двигателя при номинальном режиме работы.
На третьем листе проведено проектирование зубчатой передачи привода распределительного вала. Приведена схема зацепления и схема станочного зацепления. Производиться кинематический расчет планетарного редуктора главной передачи.
На четвертом листе произведено конструирование кулачкового механизма привода впускного клапана по известному закону изменения ускорения. Приведен график угла давления в механизме.
Расчетно-пояснительная записка содержит динамический расчет двигателя ДВС-насосной установки с учетом заданного коэффициента неравномерности вращения кривошипа δ. Расчет включает определение закона движения основного механизма, силовой расчет основного механизма, расчет и исследование зубчатой передачи и планетарного механизма, расчет кулачкового механизма.
Назначение, функциональная схема, принцип работы
ДВС-насосная (ДВС - двигатель внутреннего сгорания) установка представляет собой V-образную поршневую машину, у которой развал осей цилиндров I и II равен 60° (рис. 1). Она состоит из двух кривошипно-ползунных механизмов, причем кривошипы I и I', шатуны 2 и 4 одинаковы, а поршни 3 и 5 имеют различные диаметры: диаметр цилиндра I ДВС равен d3 диаметр цилиндра II насоса - d5.
риc. 1
Движение передается от ДВС через муфту М (рис. 2) на коленчатый вал насоса I'. Для обеспечения заданной амплитуды колебаний угловой скорости на коленчатом валу двигателя I установлен маховик МАХ, обеспечивающий заданный коэффициент неравномерности .
рис. 2
Рабочие процессы в цилиндрах I и II двухтактные. Характер изменения давления в цилиндре по ходу поршня 3 представлен индикаторной диаграммой ДВС, данные для построения которой приведены в таблице 1.
таблица 1
Путь поршня (в долях хода H) |
| 0 | 0.03 | 0.05 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 0.9 | 1 |
Расширение |
| 0.6 | 1 | 0.9 | 0.7 | 0.49 | 0.38 | 0.29 | 0.23 | 0.19 | 0.16 | 0.13 | 0.09 | 0.02 |
Сжатие |
| 0.6 | 0.45 | 0.39 | 0.3 | 0.19 | 0.13 | 0.08 | 0.06 | 0.02 | 0.015 | 0.01 | 0.015 | 0.02 |
В цилиндре II на этапе нагнетания pi /pmax н=1, а при всасывании
pi /pmax н=0,006.
Максимальное давление в цилиндре двигателя р в зависимости от максимального давления в цилиндре насоса р определяют по формуле
pmax д= pmax н(dн/dд)/
Перемещение впускного клапана двигателя осуществляется кулачковым механизмом 8-9. Кулачок приводится в движение посредством зубчатой передачи 6-7-8 от коленчатого вала 1 (угол наклона линии зуба = 0), Закон изменения тангенциального ускорения толкателя в зависимости от угла поворота кулачка представлен на рис. 3.
рис. 3.
Исходные данные
№ п/п | Величина | Единица измерения | Числовые значения |
1 | Средняя скорость поршня двигателя Vср |
| 1,8 |
2 | Диаметр цилиндра 3 |
| 0,125 |
3 | Диаметр цилиндра 5 |
| 0,092 |
4 | Ход поршня |
| 0,28 |
5 | Отношение длины шатуна к длине кривошипа | - | 4,1 |
6 | Относительное положение центра масс шатуна | - | 0,28 |
7 | Коэффициент | - | 4,68 |
8 | Максимальное давление в цилиндре насоса |
| 0,62 |
9 | Масса кривошипа |
| 1,08 |
10 | Масса шатуна |
| 2,23 |
11 | Масса поршня двигателя |
| 11,13 |
12 | Масса поршня насоса |
| 8,10 |
13 | Момент инерции шатуна относительно оси, проходящей через центр масс |
| 0,05 |
14 | Момент инерции вращающихся деталей, приведённый к валу кривошипа |
| 0,300 |
15 | Коэффициент неравномерности вращения вала 1 | - | 0,03 |
16 | Угловая координата звена 1 для силового расчёта |
| 15 |
17 | КПД двигателя | - | 0,4 |
18 | КПД насоса | - | 0,5 |
19 | Угол рабочего профиля кулачка |
| 75 |
20 | Ход толкателя |
| 0,011 |
21 | Максимально допустимый угол давления в кулачковом механизме |
| 30 |
22 | Число зубьев колёс 6 и 7 | - | 14/24 |
23 | Модуль зубчатых колёс |
| 5 |
24 | Угол наклона линии зуба колес 6 и 7 |
| 0 |
25 | Передаточное отношение планетарного редуктора | - | -1/27 |
26 | Число сателлитов планетарного редуктора К | - | 3 |
1. Определение закона движения механизма
1.1 Определение размеров основного рычажного механизма
В качестве исходных данных имеем ход поршня и отношение длины шатуна к длине кривошипа . Так как ход поршня есть удвоенная длина то и
1.2 Определение передаточных функций и передаточных отношений основного механизма
Для расчета используем программу AR2u.exe. В программе поочередно рассчитываем 1,2 и 3 звенья, а затем 1,4 и 5 и результаты складываем. Результаты приведены в таблице:
| Vq3 | Vq5 | U21 |
0 | 0 | 0 | -0,2439 |
10 | -0,0302 | -0,0302 | -0,2404 |
20 | -0,0589 | -0,0589 | -0,23 |
30 | -0,0849 | -0,0849 | -0,2128 |
40 | -0,107 | -0,107 |