МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
РОСИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ (МГУПС)
Кафедра машиноведения и сертификации
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине
Теория механизмов и машин
МОСКВА
Содержание
1. Расчёт недостающих размеров механизма
2. Кинематическое исследование механизма компрессора
2.1 Построение плана скоростей для заданного 5-го положения
2.2 Определение угловых скоростей
2.3 Определение планов ускорений
2.4 Определение угловых ускорений
2.5 Определение сил полезного сопротивления
2.6 Построение плана сил для группы 2-3
2.7 Построение плана сил для группы 4-5
2.8 Построение плана сил для кривошипа
3. Синтез зубчатого зацепления
3.1 Расчёт основных параметров зубчатого зацепления
Выводы
1. Расчёт недостающих размеров механизма
Задана длина кривошипа  lАС
=r1
=0,038 задаём ОА=ОС=38
Определяем масштабный коэффициент Кl
:
Kl
= = ( );
По известному параметру механизма  = находим l2
, где = ;
l2
= =l4
= (м);
lав
=lас
= = (м);
Так как механизм находится в 5 положении, то, деля окружность на 12 частей, т.е. на каждую часть приходится по 30 , задаём нужное положение.
2. Киниматическое исследование механизма компрессора
2.1 Построение плана скоростей для заданного 5-го положения.
  ,
 угловая скорость коленчатого вала
 ,
где  мин-1
– частота вращения коленчатого вала.
  ;
  ;
Определяем масштабный коэффициент скорости. Для этого выбираем произвольно отрезок PVa
, на которой изображаем скорость в точке А.
PVa
=80 (мм)
  ;
Определяем скорость в точке В. Так как шатун АВ совершает сложное плоскопараллельное движение, то скорость любой точки шатуна можно представить состоящую из двух скоростей:
1. Скорость любой точки поступательного движения (Va
)
2. Скорость другой точки во вращательной движении относительно точки А. (Vва
)
Составим векторное уравнение:
  
 = +
= 
=  ;
=
= ;
 =
=
=
= ;
Находим  из отношения:
 (мм);
Находим  из отношения:
 (мм);
Находим скорости в точках  и  :
 ;
 ;
2.2 Определение угловых скоростей
 (с-1
);
 (с-1
);
2.3 Определение планов ускорений
Определяем ускорение в точке А.
 , так как  , то  , 
  ;
Находим масштабный коэффициент ускорения.
  ;
Уравнения для определения ускорения в точке  будет следующем.
   , где
 -нормальное ускорение,
 -тангенциальное ускорение;
=
= ;
 ;
 (мм);
= ;
= ;
  ;
  ;
 = ;
= ;
 ;
 (мм);
 ;
 ;
 ;
 ;  ;
 (мм);
 (мм);
 (мм);
 (мм);
2.4 Определение угловых ускорений
 ( );
  ;
2.5 Определение сил полезного сопротивления
 ;
 (мм);  (мм);
 (м);
 ;
 ;
ИНДИКАТОРНАЯ ДИАГРАММА КОМПРЕССОРА.
 максимальное ход поршня.
 расстояние от поршня до В.М.Т.
 давление в поршне.
  - максимальное давление воздуха.
Составим таблицу поведения компрессора при всасывании и при нагнетании и по полученным данным строим векторную диаграмму компрессора.
При всасывании:
 |
0 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1 |
 |
При нагнетании:
 |
0 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1 |
|
 ;  ;
 ,
где  -диаметр цилиндра,
 - сила, определяемая из индикаторной диаграммы компрессора для соответствующего положения механизма.
 (Н);
2.6 Построение плана сил для группы 2-3.
а) Силы тяжести.
 (Н);  (мм);
 (Н);  (мм);
б) Силы инерции
 (Н);  (мм);
 (Н);  (мм);
  ;
где - ускорение центра масс, полученное из плана скоростей.
Силы тяжести приложены в центрах масс звеньев. Силы инерции приложены в центре масс и направлены противоположно ускорениям соответствующих центров масс. К звеньям необходимо приложить момент инерции
в) Момент силы инерции.
  ;
Составим уравнение равновесия на 2-е и 3-е звено:
Мы не можем решить это уравнение, поэтому в нём 3 неизвестных. Для того, чтобы его решить найдём  из уравнения моментов сил для звена 2 относительно 
 (Н);
Получаем что,
 (Н);
 (Н);
2.7 Построение плана сил для группы 4-5
а) Силы тяжести:
 (Н)  (мм);
б) Силы инерции:
 (Н);  (мм);
 (Н);  (мм);
 ;
в) Момент силы инерции:
 ;
Составим уравнение равновесия на 5-е и 4-ое звено:
 ;
Мы не можем решить это уравнение, поэтому в нём 3 неизвестных. Для того, чтобы его решить найдём  из уравнения моментов сил для звена 4 относительно  .
 ;
 (Н);
 (Н);
 (Н);
2.8 Построение плана сил для кривошипа
 ; 
 ; 
Условие равновесия системы:
Найдём уравновешивающий момент.
3. Синтез зубчатого зацепления
3.1 Расчёт основных параметров зубчатого зацепления
Исходные данные: угол профиля  ,угол зацепления  , коэффициент смещения  ;  ; ; Модуль зацепления  (мм)
Межосевое расстояние.
 (мм);
Делительные диаметры зубчатых колёс.
 (мм);
 (мм);
Делительное межосевое расстояние.
 (мм);
Коэффициент воспринимаемого смещения.
 ;
Коэффициент уравнительного смещения.
 (мм);
Радиус начальной окружности.
 (мм);
 (мм);
Радиусы вершин зубьев.
 (мм);
 (мм);
Радиусы впадин.
 (мм);
 (мм);
Высота зуба.
 (мм);
Толщина зубьев по делительной окружности.
 (мм);
 (мм);
Радиусы основных окружностей.
 (мм);
 (мм);
Углы профиля в точке на окружности вершин.
 ;
 ;
Коэффициент торцевого перекрытия.
 .
Выводы
В ходе данной курсовой работы бал исследован механизм компрессора. В ходе кинетостатического исследования были построены планы сил, ускорений и скоростей, определены скорости и ускорения отдельных частей механизма.
Также нами был проведён геометрический синтез зубчатого зацепления, рассчитаны основные параметры зубчатой передачи.
|
