- •Курсовой проект (пояснительная записка)
- •Содержание
- •1 Описание работы машины и исходные данные для проектирования
- •2 Исследование динамики машинного агрегата
- •3 Динамический синтез и анализ машинного агрегата по заданному коэффициенту неравномерности движения δ
- •3.1 Задачи динамического синтеза и анализа машинного агрегата
- •3.2 Структурный анализ рычажного механизма
- •3.3 Определение размеров звеньев рычажного механизма
- •3.4 Определение кинематических характеристик рычажного механизма
- •3.4.1 Графический метод решения
- •3.4.1.1 Построение плана положений механизма
- •3.4.1.2 Построение плана аналогов скоростей и определение первых передаточных функций механизма
- •3.4.2 Аналитический метод решения
- •3.4 2.1 Составление схемы алгоритма расчета кинематических характеристик механизма
- •3.4.2.2 Расчет кинематических характеристик рычажного механизма
- •3.5 Выбор динамической модели и её обоснование
- •3.6 Построение индикаторной диаграммы и расчет движущей силы для всех положений механизма
- •3.7 Расчет приведенного момента движущих сил в двух контрольных положениях
- •3.8 Построение графика приведенных моментов движущих сил и сил сопротивления
- •3.9 Определение работы движущих сил
- •3.10 Построение графика изменения работы движущих сил и сил сопротивления
- •3.11 Расчет переменной составляющей приведенного момента инерции
- •3.12 Построение графика переменной составляющей приведенного момента инерции
- •3.15 Определение момента инерции маховика и его параметров
- •3.16 Составление схемы алгоритма по определению закона движения звена приведения ω1(t)
- •3.17 Построение графика изменения угловой скорости звена приведения
- •3.18 Составление схемы алгоритма по определению закона движения звена приведения ε1(t)
- •3.19 Построение графика изменения углового ускорения звена приведения
- •3.20 Построение графика кинематических характеристик рычажного механизма
- •3.21 Построение графика изменения кинетической энергии машины
- •3.22 Анализ и выводы по разделу
- •Динамический анализ рычажного механизма
- •4.1 Задачи динамического анализа и методы их решения
- •4.2 Кинематический анализ рычажного механизма в контрольном положении №3
- •4.2.1 Построение плана положения механизма
- •4.2.2 Построение плана скоростей и расчёт скоростей точек и звеньев механизма
- •4.2.3 Построения планов ускорений и расчёт ускорений точек и звеньев механизма
- •4.4.3 Построение плана положения механизма 1 класса
- •4.4.4 Построение плана сил входного звена и определение реакции
- •4.4.5 Определение уравновешивающего момента
- •4.5 Составление схемы алгоритма аналитического определения динамических реакций в группе Асура (2;3) и в механизме 1 класса
- •4.6 Кинематический анализ рычажного механизма в контрольном положении №9
- •4.6.1 Построение плана положения механизма
- •4.6.2 Построение плана скоростей и расчёт скоростей точек и звеньев механизма
- •4.6.3 Построения планов ускорений и расчёт ускорений точек и звеньев механизма
- •4.8.2 Построение плана положения механизма 1 класса
- •4.8.3 Построение плана сил входного звена и определение реакции
- •4.8.4 Определение уравновешивающего момента
- •4.9 Составление схемы алгоритма аналитического определения динамических реакций в группе Асура (2;3) и в механизме 1 класса
- •5.3 Составление схемы алгоритма расчёта кинематических характеристик толкателя
- •Аналог скорости движения толкателя определяется по уравнению:
- •5.4 Расчет значений перемещения толкателя, его аналогов скорости и ускорения для 2-х контрольных положений
- •5.5. Определение экстремальных значений аналогов скорости и ускорения толкателя на фазах удаления и возвращения, а также соответствующих им перемещений
- •5.6 Построение совмещенной диаграммы и определение основных размеров механизма из условия максимально допустимого угла давления
- •А) Кинематическая диаграмма перемещения толкателя
- •Б) Кинематическая диаграмма аналога скорости толкателя:
- •В) Кинематическая диаграмма аналога ускорения толкателя.
- •5.7.2 Определения радиуса ролика толкателя, построение действительного профиля кулачка
- •5.8 Определение угла давления и построение графика зависимости угла давления от угла поворота кулачка
- •5.9 Расчет основных размеров
- •5.10 Составление схемы алгоритма расчета полярных и декартовых координат центрового профиля кулачка
1 Описание работы машины и исходные данные для проектирования
На рисунке 1.1. показан вертикальный рычажный кривошипно-ползунный механизм двигателя внутреннего сгорания автобуса, который преобразует возвратно-поступательное движение ползуна (поршня) 3 во вращательное движение кривошипа (коленчатого вала) 1. Передача движения от поршня к кривошипу осуществляется через шатун 2. В начале такта расширения взорвавшаяся в цилиндре рабочая смесь перемещает поршень из верхней мёртвой точки (в.м.т.) в нижнюю мёртвую точку (н.м.т.). В конце такта расширения открываются выпускные клапаны и продувочные окна, и продукты горения удаляются из цилиндра в выхлопную систему. Продувка цилиндров начинается после поворота кривошипа от н.м.т. на 60º. После продувки цилиндра начинается второй такт – сжатие воздуха, который заканчивается взрывом впрыснутого в цилиндр топлива.
Выпускные клапаны открываются толкателями кулачковых механизмов в указанные в циклограмме моменты времени. Кулачки и кривошип вращаются с одинаковой угловой скоростью.
Основной поток энергии от кривошипа передается на ведущие колеса автомобиля через коробку передач и редуктор заднего моста. Коробка передач состоит из ступени внешнего зацепления z*–z** и планетарной передачи z1–H , которые изображены на рисунке 1.2.
Исходные данные для проектирования приведены в таблице 1.1.
|
Рисунок 1.1. Исходная схема проекта |
в
Таблица 1.1. Исходные данные к курсовому проекту
Параметр |
Условные обозначения |
Единицы измерения |
Величина |
Рычажный механизм |
|||
Ход поршня |
S |
м |
0,175 |
Отношение радиуса кривошипа к длине шатуна |
|
– |
|
Диаметр поршня |
d |
м |
0,152 |
Коэффициент неравномерности вращения кривошипа |
|
– |
0,01 |
Зубчатая передача |
|||
Частота вращения карданного вала (и водила H) |
|
|
250 |
Передаточное отношение планетарной передачи |
|
– |
3,9 |
Число зубьев колес |
z*, z** |
– |
13; 24 |
Число сателлитов в планетарной передаче |
k |
– |
4 |
Приведенный к водилу момент инерции трансмиссии |
IH |
кг·м2 |
1,037 |
Кулачковый механизм |
|||
Ход толкателя |
h |
м |
0,014 |
Номер закона движения толкателя при удалении и возвращении |
– |
– |
3; 1а |
Масса толкателя |
mт |
кг |
0,3 |
При расчетах принять:
массы звеньев: шатуна 2 – m2=q·l2, где q=10кг/м; кривошипа 1 – m1=8·m2; поршня 3 – m3=0,3·m2.
центр масс шатуна 2 расположен в точке S2 с координатами BS2=0,35·BC.
момент инерции инерции шатуна относительно центра масс:
фазовые углы удаления и возвращения в кулачковом механизме Угол дальнего стояния
Максимальный допустимый угол давления в кулачковом механизме
Модуль зубчатых колес определить по формуле
где Мпс – приведенный к кривошипу момент сопротивления, Н·м.