Проектирование и исследование механизмов двигателя внутреннего сгорания

 

Министерство образования РФ

Вологодский государственный

технический университет

Факультет: ФПМ

Кафедра: ТПММ

Дисциплина: ТММ

Расчётно-пояснительная записка

к курсовому проекту

Тема проекта: проектирование и исследование

механизмов двигателя внутреннего сгорания

КП 1502.19.01.00.

Руководитель: доц. Рябинина Л.Н.

Разработал: студент гр. МАХ – 31

Кузнецов С.А.

г. Вологда,

2000 г.

Содержание

Введение- 3

1. Исходные данные- 4

2. Проектирование рычажного механизма. 5

2.1 Структурный анализ механизма. 5

2.2 Синтез рычажного механизма- 6

2.3 Определение скоростей точек и угловых скоростей звеньев методом планов. 6

2.4 Исследование механизма методом кинематических диаграмм- 8

2.5 Определение приведённых моментов сил. 9

2.7 Силовой анализ рычажного механизма. 13

2.8 Кинетостатический расчёт механизма. 14

2.9 Проверка уравновешивающего момента методом рычага Жуковского. 16

3. Проектирование зубчатой передачи. 17

3.1 Синтез зубчатой передачи. 17

3.2 Построение геометрической картины эвольвентного зубчатого зацепления. 18

3.3 Синтез планетарного редуктора. 19

4 Синтез кулачкового механизма. 20

4.1 Задача синтеза кулачкового механизма. 21

4.2 Построение диаграммы аналогов ускорений. 21

4.3 Построение диаграммы аналогов скоростей и перемещения толкателя методом графического интегрирования. 21

4.4 Определение минимального радиуса кулачка. 21

4.5 Профилирование кулачка. 21

Список использованной литературы: 22

 

 

Введение

Курсовое проектирование несёт собой задачу по развитию навыков анализа и основам конструирования механизмов.

Из множества решений конструктор выбирает наиболее целесообразное и выгодное.

Курсовое проектирование обеспечивает конструкторскую подготовку инженера, которая должна отличаться рациональностью и эффективностью.

 

 

1. Исходные данные:

1)    Число оборотов кривошипа n₁=2000 об/мин.

2)    Средняя скорость движения ползуна v_ср=9,0 м/с.

3)    Отношение длины шатуна к длине кривошипа l=3,6

4)    Диаметр поршня D=120 мм.

5)    Масса шатунов m_ш=2,8 кг.

6)    Масса поршня m_п=3,0 кг.

7)    Максимальное давление в цилиндрах двигателя p_max=5´10⁶ Н/м².

8)    Коэффициент неравномерности вращения d=1/30.

9)    Координата для силового анализа j₁=330°.

10)  Ход толкателя h=12 мм.

11)  Рабочий угол профиля j_p=120°.

12)  Закон изменения ускорения толкателя – VIII.

13)  Отношение максимального ускорения толкателя к минимальному =1.

14)  Число зубьев колёс рядовой ступени z₁=14; z₂=24.

15)  Передаточное отношение планетарного редуктора i₆=3,8.

16)  Модуль зубчатых колёс m=8 мм.

Примечание:

1.    l_AB=l_CD=l.

2.    l_AS2=l_AS4=0,35´l.

3.    Момент инерции шатунов определяется по формуле: .

 

2. Проектирование рычажного механизма. 2.1 Структурный анализ механизма.

Данный механизм состоит из пяти подвижных звеньев:

1 – кривошип;

2,4 – шатуны;

3,5 – ползуны.

В механизме семь кинематических пар:

I: стойка 6 – кривошип 1 – вращательное движение

II: кривошип 1 – шатун 2 – вращательное движение

III: шатун 2 – ползун 3 – вращательное движение

IV: ползун 3 – стойка 6 – вращательное движение

V: кривошип 1 – шатун 4 – вращательное движение

VI: шатун 4 – ползун 5 – вращательное движение

VII: ползун 5 – стойка 6 – вращательное движение

Все кинематические пары пятого класса (p₅).

По формуле Чебышева определим степень подвижности механизма (W):

,

где n – число подвижных звеньев;

p₅ – число кинематических пар пятого класса;

p₄ – число кинематических пар четвёртого класса;

,

что говорит о том, что в данном механизме одно ведущее звено. Согласно классификации Артоболевского данный механизм:

1.    Состоит из двух групп Ассура.

Условное обозначение	n	p5	p4	Характеристики
				класс	порядок	вид
	2	3	0	2	2	2
	2	3	0	2	2	2

2.    Является механизмом 1^-го класса.

—         механизм 1^-го класса

Формула строения механизма

2 (2,3)

1 (1)

2 (4,5)

2.2 Синтез рычажного механизма

В задачу синтеза входит определение геометрических размеров звеньев.

Дано: число оборотов кривошипа n₁=2000 об/мин, тогда период вращения коленвала  с. Средняя скорость движения ползуна v_ср=9,0 м/с если , то м=13,5 см. Длина кривошипа м= =6,75 см. Если отношение длины шатуна к длине кривошипа , то м=24,3 см=.

Найдём положения центров масс на шатунах по заданному соотношению:

l_AS2=l_AS4=0,35´l,

где l – длина шатуна. Тогда l_AS2=l_AS4=0,35´0,243»0,085 м.

2.3 Определение скоростей точек и угловых скоростей звеньев методом планов.

Скорость точек можно определить методом планов скоростей. Кинематическое исследование этим методом производится в следующей последовательности: