Задачи динамического синтеза и анализа машинного агрегата

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

(пояснительная записка)

Разработал:

Группа:

Руководитель: Кудин В.В.

Минск 2011

Исследование динамической нагруженности машинного агрегата

Автобуса с одноцилиндровым двухтактным двигателем

Внутреннего сгорания

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

(пояснительная записка)

Содержание

1 Описание работы машины и исходные данные для проектирования - 6 -

2 Исследование динамики машинного агрегата - 9 -

3 Динамический синтез и анализ машинного агрегата по заданному коэффициенту неравномерности движения δ. - 12 -

3.1 Задачи динамического синтеза и анализа машинного агрегата - 12 -

3.2 Структурный анализ рычажного механизма - 12 -

3.3 Определение размеров звеньев рычажного механизма - 14 -

3.4 Определение кинематических характеристик рычажного механизма - 16 -

3.4.1 Графический метод решения - 16 -

3.4.1.1 Построение плана положений механизма - 16 -

3.4.1.2 Построение плана аналогов скоростей и определение первых передаточных функций механизма - 17 -

3.4.2 Аналитический метод решения - 19 -

3.4 2.1 Составление схемы алгоритма расчета кинематических характеристик механизма - 19 -

3.4.2.2 Расчет кинематических характеристик рычажного механизма - 20 -

3.5 Выбор динамической модели и её обоснование - 23 -

3.6 Построение индикаторной диаграммы и расчет движущей силы для всех положений механизма - 24 -

3.7 Расчет приведенного момента движущих сил в двух. - 25 -

контрольных положениях. - 25 -

3.8 Построение графика приведенных моментов движущих сил и сил сопротивления - 26 -

3.9 Определение работы движущих сил. - 27 -

3.10 Построение графика изменения работы движущих сил и сил сопротивления - 27 -

3.11 Расчет переменной составляющей приведенного момента инерции. - 28 -

3.12 Построение графика переменной составляющей приведенного момента инерции. - 29 -

3.13 Расчёт известной части постоянной составляющей приведенного момента инерции. - 30 -

3.14 Составление схемы алгоритма по определению постоянной составляющей приведенного момента инерции по методу Н.И. Мерцалова - 30 -

3.15 Определение момента инерции маховика и его параметров. - 32 -

3.16 Составление схемы алгоритма по определению закона движения звена приведения ω₁(t) - 34 -

3.17 Построение графика изменения угловой скорости звена приведения - 35 -

3.18 Составление схемы алгоритма по определению закона движения звена приведения ε₁(t) - 36 -

3.19 Построение графика изменения углового ускорения звена приведения - 37 -

3.20 Построение графика кинематических характеристик рычажного механизма - 37 -

3.21 Построение графика изменения кинетической энергии машины. - 38 -

3.22 Анализ и выводы по разделу. - 38 -

4 Динамический анализ рычажного механизма - 39 -

4.1 Задачи динамического анализа и методы их решения - 39 -

4.2 Кинематический анализ рычажного механизма в контрольном положении №3. - 39 -

4.2.1 Построение плана положения механизма - 39 -

4.2.2 Построение плана скоростей и расчёт скоростей точек и звеньев механизма - 40 -

4.2.3 Построения планов ускорений и расчёт ускорений точек и звеньев механизма - 41 -

4.2.4 Аналитическое определение скоростей и точек звеньев механизма - 43 -

4.3 Определение сил, действующих на звенья механизма - 44 -

4.4 Силовой расчёт механизма (методом кинетостатики) - 45 -

4.4.1 Построение плана положений группы Ассура (2;3) и определение динамических реакций в кинематических парах. - 45 -

4.4.3 Построение плана положения механизма 1 класса - 47 -

4.4.4 Построение плана сил входного звена и определение реакции. - 48 -

4.4.5 Определение уравновешивающего момента - 48 -

4.5 Составление схемы алгоритма аналитического определения динамических реакций в группе Асура (2;3) и в механизме 1 класса - 49 -

4.6 Кинематический анализ рычажного механизма в контрольном положении №9. - 52 -

4.6.1 Построение плана положения механизма - 52 -

4.6.2 Построение плана скоростей и расчёт скоростей точек и звеньев механизма - 52 -

4.6.3 Построения планов ускорений и расчёт ускорений точек и звеньев механизма - 54 -

4.6.4 Аналитическое определение скоростей и точек звеньев механизма - 55 -

4.7 Определение сил, действующих на звенья механизма - 56 -

4.8 Силовой расчёт механизма (методом кинетостатики) - 57 -

4.8.1 Построение плана положений группы Ассура (2;3) и определение динамических реакций в кинематических парах. - 57 -

4.8.2 Построение плана положения механизма 1 класса - 59 -

4.8.3 Построение плана сил входного звена и определение реакции. - 60 -

4.8.4 Определение уравновешивающего момента - 60 -

4.9 Составление схемы алгоритма аналитического определения динамических реакций в группе Асура (2;3) и в механизме 1 класса - 61 -

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:

1) массы звеньев: шатуна 2 – m₂=q·l₂, где q=10кг/м; кривошипа 1 – m₁=8·m₂; поршня 3 – m₃=0,3·m₂.

2) центр масс шатуна 2 расположен в точке S₂ с координатами BS₂=0,35·BC.

3) момент инерции инерции шатуна относительно центра масс:

4) фазовые углы удаления и возвращения в кулачковом механизме Угол дальнего стояния

5) Максимальный допустимый угол давления в кулачковом механизме

6) Модуль зубчатых колес определить по формуле

где М_п^с – приведенный к кривошипу момент сопротивления, Н·м.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Курсовой проект по ТММ

Разраб.

Провер.

Кудин В.В.

Н. Контр.

Утверд.

Пояснительная записка

Лит.

Листов

гр. 101019

2 Исследование динамики машинного агрегата

Задачи исследования динамики машинного агрегата:

1) оценка динамической нагруженности машины в целом;

2) оценка динамической нагруженности отдельных механизмов, входящих в состав машины.

Оценка динамической нагруженности машины включает определение уровня неравномерности вращения главного вала проектируемой машины и приведение его в соответствие с заданным коэффициентом неравномерности вращения (динамический синтез машины по заданному коэффициенту неравномерности движения), а также определение закона вращения главного вала машины после достижения заданной неравномерности вращения (динамический анализ машины). Параметром, характеризующим динамическую нагруженность машины, является коэффициент динамичности.

Динамическая нагруженность отдельных механизмов машины оценивается величиной и направлением реактивных сил и моментов сил в кинематических парах (динамический анализ механизмов). Поскольку при определении реактивных нагрузок используется кинетостатическии метод расчета, то динамический анализ механизмов включает последовательное выполнение кинематического анализа, а затем кинетостатического силового расчета.

Блок-схема машинного агрегата представлена на рисунке 2.1.

В движении входного звена исполнительного рычажного механизма имеют место колебания угловой скорости, основными причинами которых являются:

1) несовпадение законов изменения сил сопротивления и движущих сил в каждый момент времени;

2) непостоянство приведенного момента инерции звеньев исполнительного и некоторых вспомогательных механизмов.

 

ДВС

Трансмиссия

Привод ведущих колес

Кулачковый Механизм (ГРМ)

Рисунок 2.1. Блок-схема машинного агрегата

Динамический синтез машины по коэффициенту неравномерности вращения δ

Динамический анализ машины

Динамический анализ исполнительного механизма

Определение кинематических характеристик исполнительного механизма

Определение динамических характеристик машины

Определение функций положений, аналогов скоростей и ускорений

Определение закона движения звена приведения и соответствующих им значений обобщенной координаты

F3

MПД, АД

MПС, АС

∆Т

IПII, dIП/dφ1

TII, ∆TI

IПI, IМ

Определение закона движения звена приведения и коэффициента динамичности

Кинематический анализ

Силовой расчет

ω1, ε1

КД=ε1/ω12

Рисунок 2.2. Схема исследования динамической модели

На рисунке 2.2. представлена схема, из которой видно, что в исследовании машинного агрегата можно выделить следующие этапы:

1. Исследование динамики машины:

1.1. Определение кинематических характеристик исполнительного механизма, которое включает нахождение крайних положений рабочего органа и соответствующих ему значений обобщенных координат, вычисление функции положений, аналогов скоростей и ускорений для ряда последовательных положений за цикл движения.

1.2. Определение динамических характеристик звена приведения:

а) приведенных моментов сил полезного сопротивления и движущих сил;

б) приведенного момента инерции ( ) и его производной.

1.3. Определение закона движения звена приведения и оценка динамической нагруженности по коэффициенту неравномерности вращения.

2. Динамический анализ исполнительного механизма:

2.1.Кинематический анализ, включающий определение скоростей и ускорений точек и звеньев с учетом полученного закона вращения звена приведения

2.2.Силовой расчет, целью которого является определение реакций в кинематических парах и уравновешивающего момента.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Курсовой проект по ТММ

Разраб.

Провер.

Кудин В.В.

Н. Контр.

Утверд.

Пояснительная записка

Лит.

Листов

гр. 101019

3 Динамический синтез и анализ машинного агрегата

по заданному коэффициенту неравномерности движения δ

Задачи динамического синтеза и анализа машинного агрегата

Задачей динамического синтеза является определение постоянной составляющей приведенного момента инерции по заданному коэффициенту неравномерности вращения машины I_n^I.

Задача динамического анализ машины состоит в определении закона движения звена приведения, то есть ω₁(t) и ε₁(t), с учетом ранее вычисленной величины постоянной составляющей приведенного момента инерции по заданному коэффициенту неравномерности вращения машины I_n^I.

 

 

Предыдущая1234567Следующая

---

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:

©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.