Курсовой проект вариант 15Б (Проектирование и исследование механизмов поршневого детандера)

Реферат
Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту «Проектирование и исследование механизмов поршневого детандера » содержит 31 страницу машинного текста, 6 рисунков и 12 таблиц. В состав курсового проекта входит: данная расчетно-пояснительная записка и 4 листа формата А1 с необходимыми графическими расчетами и зависимостями. В курсовом проекте выполнено проектирование и исследование механизма поршневого детандера - генератора. Проведено:  Проектирование механизма и определение закона движения;  Силовой расчет;  Проектирование зубчатой передачи и двухрядного планетарного редуктора со смешанным зацеплением;  Проектирование кулачкового механизма с поступательно движущимся толкателем.

Оглавление
Реферат ............................................................................................................................................... 1
Техническое задание ......................................................................................................................... 3
1. Проектирование основного рычажного механизма и определение закона движения его
начального звена. ............................................................................................................................... 6
1.1. Проектирование кривошипно–ползунного механизма по средней скорости поршня. ... 6
1.2 Метрический ситез основного механизма ........................................................................ 6
1.2.1 Исходные данные : ........................................................................................................... 6
1.2.2 Определения размеров механизма : ................................................................................ 6
1.3 Определение передаточных функций ............................................................................... 7
1.4. Построение диаграммы приведенных моментов инерции........................................... 9
1.5. Построение индикаторной диаграммы давлений. ....................................................... 10
1.6. Анализ и расчет активных сил, действующих на звенья механизма. ..................... 10
1.7. Построение диаграммсуммарного приведенного момента сопротивления и
суммарного приведенного момента. ...................................................................................... 11
1.8. Построение диаграмм работы сил сопротивления, движущей силы и
суммарной работы. .................................................................................................................... 13
1.9. Построение диаграмм кинетических энергий. ............................................................. 13
1.10. Определение необходимого момента инерции маховых масс первой группы. .... 14
1.11. Определение момента инерции дополнительной маховой массы. ......................... 14
1.12. Расчет угловой скорости и углового ускорения. ....................................................... 15
Построение приближенной диаграммы угловой скорости. .............................................. 15
1.13. Определение размеров маховика. ................................................................................. 16
2. Силовой расчет основного рычажного механизма. ............................................................ 16
2.1. Исходные данные................................................................................................................ 16
2.2 Определение скоростей звеньев механизма: .................................................................. 16
2.3 Определение ускорений звеньев механизма : ................................................................ 17
2.4. Определение главных векторов и главных моментов сил инерции. ....................... 17
2.5. Силовой расчет механизма. .............................................................................................. 18
3. Проектирование зубчатых передач планетарного редуктора. ................................................ 20
3.1. Расчет параметров зубчатой передачи. ........................................................................ 20
3.2. Графический расчет эвольвентной зубчатой передачи. ........................................... 20
3.3. Выбор коэффициентов смещения. ................................................................................ 22
3.4. Результаты расчеты зубчатой передачи ...................................................................... 23
3.5. Построение профиля зуба колеса, изготовляемого реечным инструментом ......... 23
3.6. Построение проектируемой зубчатой передачи ........................................................ 24
3.7. Расчет планетарного редуктора. ................................................................................... 25
4. Проектирование кулачкового механизма.................................................................................. 26
4.1 Построение кинематических диаграмм методом графического интегрирования. 26
4.2 Определение основных размеров кулачкового механизма. ........................................ 26
4.3 Построение профиля кулачка. .......................................................................................... 27
4.4 Построение графика угла давления ............................................................................ 28
Список использованной литературы: ........................................................................................... 30

В файле содержатся 4 листы формат А1 и Записка
Детандерами называются машины внешней работы, совершаемой расширяющимся газом применяются в технике глубокого холода . Детандеры высокого давления (рис.1 машина простого действия. Основным механизм ползунный механизм, состоящий из коленчатого вала 1 Рабочее тело – воздух, сжатый до давления через впускной клапан 8. При движении поршня вниз сжаты возду производя работу. Рабочий цикл детандера совершается за один оборот коленчатого вала. Изменение давления в цилиндре детандера в зависимости от положения поршня представлено индикаторной диаграммой (рис 1 которой представлены в табл. 1 расширения через выпускной клапан 11. Клапаны открываются принудительно посредством штоков-толкателей 7 и 10. Кулачки впуска 6 и выпуска 9 насаж коленчатый вал детандера клапана изображена на рис. механизма - на рис. 1-4. Работа детандера воспринимается генератором электрического тока 14. Маховик-шкив 12, насаженный на коленчатый вал, передаёт генератора с помощью клиноременной передачи 13. Коленчатый вал снабжён двумя противовесами 5. При проектировании и исследовании механизмов детандера считать известными параметры, приведённые в табл. В установке ≪поршневой передача и планетарный редуктор, проектирование которых провести по дополнительному заданию (Приложение рис. 1 исок использованных программных комплексов:................................ Техническое задание Краткое описание установки ≪поршневой детандер Детандерами называются машины, служащие для создани совершаемой расширяющимся газом. Детандеры широко применяются в технике глубокого холода . ндеры высокого давления (рис.1-1) - вертикальная одноцилиндровая машина простого действия. Основным механизмом детандера являетс состоящий из коленчатого вала 1, шатуна 2 и п , сжатый до давления pmax , поступает в цилиндр детандера 4 через впускной клапан 8. При движении поршня вниз сжаты возду . Рабочий цикл детандера совершается за один оборот коленчатого вала. Изменение давления в цилиндре детандера в зависимости от положения индикаторной диаграммой (рис 1-2), данные для построения ены в табл. 1-2. Рабочее тело удаляется из цилиндра после расширения через выпускной клапан 11. Клапаны открываются принудительно толкателей 7 и 10. Кулачки впуска 6 и выпуска 9 насаж коленчатый вал детандера. Схема кулачкового механизма привода впускного клапана изображена на рис. 1-3, а закон изменения ускорения толкателя кулачкового Работа детандера воспринимается генератором электрического тока 14. шкив 12, насаженный на коленчатый вал, передаёт генератора с помощью клиноременной передачи 13. Коленчатый вал снабжён двумя При проектировании и исследовании механизмов детандера считать известными параметры, приведённые в табл. 1-1. поршневой детандер-генератор≫ (рис. 1-1) отсутствует зубчатая передача и планетарный редуктор, проектирование которых провести по дополнительному заданию (Приложение III , рис. III-1, табл. III рис. 1-1 3 ................................................................... 30 поршневой детандер – генератор≫ служащие для создания холода за счёт . Детандеры широко вертикальная одноцилиндровая ом детандера является кривошипно- , шатуна 2 и поршня 3 . , поступает в цилиндр детандера 4 через впускной клапан 8. При движении поршня вниз сжаты воздух расширяется, . Рабочий цикл детандера совершается за один оборот коленчатого вала. Изменение давления в цилиндре детандера в зависимости от положения 2), данные для построения 2. Рабочее тело удаляется из цилиндра после расширения через выпускной клапан 11. Клапаны открываются принудительно толкателей 7 и 10. Кулачки впуска 6 и выпуска 9 насажены на анизма привода впускного ускорения толкателя кулачкового Работа детандера воспринимается генератором электрического тока 14. шкив 12, насаженный на коленчатый вал, передаёт движение шкиву генератора с помощью клиноременной передачи 13. Коленчатый вал снабжён двумя При проектировании и исследовании механизмов детандера считать 1) отсутствует зубчатая передача и планетарный редуктор, проектирование которых провести по III-1).

Содержание курсового проекта
1. Проектирование основного механизма детандера и определение закона
его движения :
А)Определение основных размеров звеньев механизма по заданным условиям
(средняя скорость поршня, число оборотов коленчатого вала, отношение длины
шатуна к длине кривошипа)
Б)Определение необходимого момента инерции маховых масс,
обеспечивающих вращение коленчатого вала с заданным коэффициентом
неравномерности при установившемся режиме работы. Определение момента
инерции дополнительной маховой массы (маховика), установленной на коленчатом
валу 1.
В)Построение диаграммы изменения угловой скорости коленчатого вала за
время одного цикла установившегося режима работы .
Основные результаты расчёта привести в таблице 1-1(Приложение I).
2. Силовой расчёт основного механизма детандера с учётом динамических
нагрузок :
А)Определение углового ускорения звена приведения по уравнению движения
в дифференциальной форме ( на основании исследования, выполненного на листе 1
проекта) в положении механизма, соответствующем заданному углу 𝜑 1.
Определение линейных ускорений центров тяжести и угловых ускорений звеньев.
Б)Построение картины силового нагружения механизма .
В)Определение сил в кинематических парах механизма .
Г)Оценка точности расчётов, выполненных на листах 1 и 2 проекта, по
уравнению моментов или уравнению сил для ведущего и ведомого звена механизма.
Основные результаты расчёта привести в таблице 1-2(Приложение I).
3. Проектирование зубчатой передачи и планетарного редуктора:
А) Выполнение геометрического расчёта эвольвентной зубчатой передачи Z5,
Z6 (Приложени III-1).
Б)Построение схемы станочного зацепления при нарезании колеса с меньшим
числом зубьев и профилирование зуба (включая галтель) методом огибания.
В)Вычерчивание схемы зацепления колёс с указанием основных размеров и
элементов колёс и передачи.
Г)Проектирование планетарного редуктора (подбор чисел зубьев) по
заданному передаточному отношению редуктора и числу сателлитов. (Приложение
III, рис. III-1 ). Допустимое отклонение Uред = ±5%.
Д) Определение передаточного отношения, линейных скоростей и чисел
оборотов звеньев спроектированного редуктора графическим способом.
Основные результаты расчёта привести в таблице 1-3(Приложение I).
4. Проектирование кулачкового механизма привода впускного клапана:
А)Построение кинематических диаграмм движения толкателя (ускорение,
скорости, перемещения) по заданному закону изменения ускорения толкателя (рис.
1-4)
Б)Определение основных размеров кулачкового механизма наименьших
габаритов с учётом максимально допустимого угла давления 𝜃.
В)Построение профиля кулачка (центрового и конструктивного).
6
Г)Построение диаграмм изменения угла давления в функции угла поворота
кулачка .
Основные результаты привести в таблице 1-4 (Приложение I).
1. Проектирование основного рычажного механизма и
определение закона движения его начального звена.
1.1. Проектирование кривошипно–ползунного механизма по средней
скорости поршня.
Постановка задачи: Для заданного механизма поршневого детандера при
известных массах и моментах инерции звеньев и заданных значениях давления в
цилиндре определить закон движения и дополнительную маховую массу, которая
обеспечивает движение механизма с заданным коэффициентом неравномерности.
Допущения: звенья механизма абсолютно жесткие, кинематические пары
идеальные

Список использованной литературы:
1. Теория механизмов и машин. Курсовое проектирование: учеб. пособие / под
ред. Г.А. Тимофеева и Н.В. Умнова – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010.
2. Учебное пособие для курсового проектирования по теории механизмов. Часть
1/ под ред. Т.А. Архангельской – М.: МВТУ, 1985.
3. Силовой расчет механизмов: учебное пособие/ Под ред. В.Б. Тарабарина.
М: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000г.
4. Проектирование зубчатых передач и планетарных механизмов с
использованием ЭВМ. Учебное пособие для курсового проектирования / под ред.
Г.А. Тимофеева – М.: МВТУ 1987.
5. Г.А. Тимофеев, М.В. Самойлова. Проектирование кулачковых механизмов -
М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1998.
6. Конспект лекций по курсу ТММ. И.Е. Люминарский.