Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Российской Федерации

Самарский государственный аэрокосмический университет

имени академика С.П. Королева

Кафедра ОКМ

Пояснительная записка к курсовому проекту по ТММ

Задание № ТММ.КП.018.003.002

Выполнил студент Езе

группы 1301

Руководитель проекта Н.П. Коробова

САМАРА 2009

РЕФЕРАТ

Курсовой проект.

Расчетно-пояснительная записка: 47 стр., 6 табл., 8 рис., 4 источника.

Графическая документация: 4 листа А1.

КОМПРЕССОР, КИНЕМАТИКА, ПЛАН СКОРОСТЕЙ, ПЛАН УСКОРЕНИЙ, АНАЛИЗ, РЕДУКТОР, ЗАЦЕПЛЕНИЕ.

В курсовом проекте выполнен структурный и кинематический анализ механизма компрессора.

По заданной схеме и параметрам проведён подбор чисел зубьев колёс редуктора, расчёт геометрических параметров зацепления простой ступени редуктора и его качественных показателей.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

1. КИНЕМАТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМА

1.1 Схема механизма и исходные данные

1.2 Синтез механизма

1.3 Структурный анализ механизма

1.4 Построение плана скоростей

1.5 Построение плана ускорений

1.6 Построение кинематических диаграмм

1.7 Сравнение результатов и для двух положений

2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ

2.1 Схема редуктора и исходные данные

2.2 Определение передаточного отношения редуктора

2.3 Расчёт планетарного редуктора распределительного механизма

2.3.1 Подбор зубьев и

2.3.2 Расчёт геометрических параметров зацепления

2.3.3 Определение коэффициента перекрытия

2.3.4 Определение коэффициента удельного скольжения

2.3.5 Определение размера по общей нормали

2.4 Расчёт планетарного редуктора

2.4.1 Подбор чисел зубьев

2.4.2 Определение диаметров начальных окружностей

2.4.3 Проверка передаточного отношения и условий соосности, сборки и соседства.

2.5 Построение картины линейных и угловых скоростей

2.6 Определение КПД редуктора

ВВЕДЕНИЕ

Двухцилиндровый поршневой компрессор предназначен для сжатия воздуха и приводится в движение электродвигателем. Воздух поступает в цилиндр из атмосферы через фильтр, установленный во всасывающей полости клапанной коробки, и после сжатия нагнетается в специальный резервуар. Для отвода тепла, выделяемого при сжатии, служит водяная рубашка. Изменение давления в цилиндре по пути поршня показано на индикаторной диаграмме.

Основной механизм компрессора - кривошипно-ползунный. Он состоит из коленчатого вала ОА, двух шатунов АВ и CD и двух поршней В и D.

Для обеспечения необходимой равномерности движения на коленчатом валу машины закреплен маховик (в курсовой работе не рассматривается). Противовесы на коленчатом валу уравновешивают механизм, уменьшая силы в подшипниках. Смазка механизма циркуляционная, под давлением от масляного насоса, помещённого в картере и приводимого в движение коленчатым валом при помощи зубчатой передачи.

Плунжерный масляный насос - кулачкового типа.

Обороты электродвигателя уменьшаются до оборотов коленчатого вала с помощью двухступенчатого планетарного редуктора.

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

- частота вращения входного звена, об/мин;

- длина звена, м;

- угловая скорость звена, рад/с;

- угловое ускорение звена рад2/с;

- линейная скорость точки, м/с;

- линейная ускорение точки, м2/с;

- масштабный коэффициент схемы механизма, м/мм;

- масштабный коэффициент плана скоростей,;

- масштабный коэффициент плана ускорений, ;

- масштабный коэффициент времени, с/мм;

- масштабный коэффициент угла поворота, рад/мм;

- передаточное отношение;

- межосевое расстояние, м;

- число зубьев колеса (шестерни);

- угол зацепления, град.;

- угол профиля зубьев колеса (шестерни),град.;

- диаметр делительной окружности колеса, м;

- диаметр вершин зуба, м;

- диаметр основной окружности колеса, м;

- диаметр начальной окружности колеса, м;

- диаметр впадин колеса, м;

- масштабный коэффициент кинематической схемы редуктора, м/мм;

- масштабный коэффициент картины линейных скоростей,;

- масштабный коэффициент картины угловых скоростей, с-1/мм;

- коэффициент смещения исходного контура;

- толщина зуба по делительной окружности колеса, м;

- толщина зуба по окружности вершин зуба, м;

- толщина зуба по основной окружности колеса, м;

- толщина зуба по начальной окружности колеса, м;

- модуль зацепления;

- высота зуба, м;

- коэффициент перекрытия;

- КПД редуктора;

1. КИНЕМАТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМА

1.1 Схема механизма и исходные данные

Рисунок 1 - Схема механизма

Таблица 1

Длина звеньев (м)	Число оборотов кривошипа
lOA	lAB	lAC	lCD	nOA, об/мин
0,26	0,85	0,21	0,80	300

Примечание: Центры масс звеньев 2 и 4 лежат на расстоянии 2/5 длины от т.А и т.С.

1.2 Синтез механизма

Определим угловую скорость вращения входного звена:

(1)

Расстояние до центра тяжести S2:

м

Расстояние до центра тяжести S4:

м

Для построения плана механизма зададим на чертеже размер ОА = 47,5 мм. Определим масштабный коэффициент:

(2)

Все размеры на чертеже откладываем с помощью этого коэффициента.

1.3 Структурный анализ механизма

Определим степень подвижности механизма по формуле Чебышева:

(3)

n - число подвижных звеньев,

P5 - число кинематеских пар пятого класса (низшие кинематические пары)

P4 - число кинематических пар четвёртого класса (высшие кинематич. пары)

Для данного механизма: n = 5, P5 = 7 , P4 = 0, тогда

Степень подвижности соответствует числу входных звеньев.

Разложим данный механизм по группам Асура

Формула строения механизма 1(1,0)> 222 (2,3)> 222 (4,5).

Это механизм второго класса.

1.4 Построение плана скоростей

Планом скоростей называется плоская фигура, представляющая пучок лучей выходящих из одной точки, называемой полюсом, эти лучи представ-ляют абсолютные скорости точек механизма.

Найдём величину скорости точки А, перпендикулярной кривошипу ОА:

(4)

На плане скоростей отложим вектор pa равный 100 мм параллельно вектору . Определим масштабный коэффициент плана скоростей:

 (5)

Скорость точки В определяем как векторную сумму вектора скорости точки А и скорости вращения точки В относительно точки А, т.е.

(6)

Откладываем скорость точки В на плане скоростей по этому векторному уравнению.

В 0 положении pb=92,4 , ab=0 мм, значит

В 2 положении ab=45,748 мм, pb=86,83мм, значит

Для определения скорости точки D составим векторное уравнение сум-мы скорости точки С и скорости вращения точки D вокруг точки С, т.е.

(7)

Откладываем скорость точки D на плане скоростей по этому векторному уравнению.

В 9положении: cd=0 мм, pd=89,54 мм, значит

В 2 положении: cd=72.6 мм, pd=71,533 мм, значит

Найдём угловые скорости звеньев 2 и 4.

В 9 положении:

рад/с,

рад/с.

В 2 положении:

рад/с,

рад/с.

Найдём скорости центров тяжести и ,используя для нахождения подобие расстояний, т.е. отложим на плане скоростей точки и на рас-стоянии 2/5 AB и 2/5 CD от точек А и C соответственно.

В 9 положении: мм, мм, значит

,

.

В 2 положении: мм, мм, значит

,

.

Составим таблицу.

редуктор скольжение планетарный передаточный

Таблица 2

№ положения	, м/с	, м/с	, м/с	, м/с	, м/с	, м/с	, м/с	, м/с
9	8,954	8,954	0	0	8,954	8,95	8,95	8,95	0	0
2	8,954	8,683	4,572	3,78	8,738	7,23	8,56	7,93	5,648	4,846

1.5 Построение плана ускорений

Планом ускорений называется плоская фигура, представляющая пучок лучей выходящих из одной точки, называемой полюсом, эти лучи представляют абсолютные ускорения механизма.

Найдём ускорение точки А, оно складывается из нормального и тангенсального ускорения точки А, вокруг полюса О. Запишем векторное уравнение:

(8)

(9)

Поскольку е=0, то , значит



Отложим на чертеже от произвольной точки р расстояние ра=105,5 , парал-лельно отрезку ОА.

Определим масштабный коэффициент:

(10)

Для нахождения ускорения точки В запишем векторное уравнение:

(11)

Для 9 положения:

(12)

По построению рb=80,74 мм, значит

.

Для 2 положения:

Откладываем мм, параллельно участку АВ.

От конца этого вектора проведём линию перпендикулярную АВ до пересе-чения с линией ¦ОВ.

По построению ab=92,18 мм, =40,376 мм, значит

.

Составим векторное уравнение для нахождения ускорения точки D:

(13)

Для 9 положения:

По построению n4d=0 мм, =83,61 мм, значит

,

.

Для 2 положения:

На чертеже откладываем мм, параллельно участку CD. От конца этого вектора проведём линию перпендикулярную CD до пересечения с линией ¦ОD.

По построению n4d=76,18 мм, =61,35 мм, значит

,

.

Найдём угловые ускорения звеньев 2 и 4.

В 9 положении:

В 2 положении:

.

Для нахождения ускорений центров тяжести и , отложим на плане ускорений от точек a и c расстояние 0.4 ab и 0.4 cd, из подобия ускорений выразим ускорения точек и .

В 9 положении: мм, мм, значит

,

.

В 2 положении: мм, мм, значит

,

.

Составим таблицу.

Таблица 3

№ положения	,	,	,	,	,	,
9	421,93	434,04	0	101,81	535,85	456,81
2	421,93	367,83	25,8	161,5	454,1	390,67

№ положения	,	,	,	,	,	,
9	54,195	356,31	349,45	0	256,41	209,7
2	245,4	304,706	363,76	18,8	280,89	284,8

1.6 Построение кинематических диаграмм

Построим три кинематические диаграммы. По найденным на планах механизма положениям ведомого звена 3 вычерчиваем график перемещения ползуна В, начиная с крайнего правого положения. Так как по условию щ1=const, то ось абсцисс является не только осью углов ц поворота кривоши-па, но и осью времени t. Определим масштабные коэффициенты времени t и углов ц:

с/мм (14)

рад/мм (15)

Где L - длина оси абсцисс, L=260 мм.

Масштаб перемещений, откладываемых по оси ординат, находим по фор-муле:

м/мм (16)

Значения скорости и ускорения из расчета L_ТММ

1.7 Сравнение результатов и для двух положений

Отличие результатов графо-аналитического (метода планов скоростей и ускорений) и графического метода оценивают погрешностью :

и

Сравнение результатов сводим в таблицу 4

Таблица 4 - Оценка погрешностей методов кинематического анализа

№ пол	Метод
9	Графо-аналитический	8,954	101,81
	Графический	8,93	98,45
	Погрешность, %	0,27	3,35
2	Графо-аналитический	8,68	161,5
	Графический	8,64	160,63
	Погрешность, %	0,1	0,5

Погрешность во всех случаях ниже предельно допустимой (5% ).

2. Проектирование зубчатой передачи

2.1 Схема редуктора и исходные данные

Для механизма редуктора дано:

Зубчатая передача состоит из простой (4-5) и планетарной ступени.

Рекомендуемое передаточное отношение для простой ступени

2.1.1 Подбор чисел зубьев простой передачи

Числа зубьев простой передачи определяем из уравнения для межцентрового расстояния :

.

Принимаем ,тогда

;

;

.

Принимаем

Проверка :

.

разница и не превышает 2.0

Определим передаточное отношение редуктора:

2.2 Расчет геометрии зацепления

4-шестерня 5-колесо

Угол зацепления:

Коэффициенты смещения шестерни и колеса:

Принимаем . Тогда

Диаметр делительной окружности:

Диаметр основной окружности:

Диаметр начальной окружности

Диаметр впадин зубьев



Диаметр вершин зубьев

Толщина зубьев по делительной окружности

Толщина зубьев по основной окружности

Толщина зубьев по вершине

Толщина зубьев по начальной окружности

Расчет удельных скольжений:

;

;

;

;

;

;

;

;

.

Определение размера по общей нормали

,

.

,

.

2.3 Расчет планетарной ступени

Числа зубьев колес определяем по таблице для i=4,67

Принимаем , тогда

Принимаем

=3 где - число сателлитов.

2.3.1 Проверка передаточного отношения, условия соосности, соседства и сборки

Проверка передаточного отношения:

.

отклонение

Условие соосности:

условие соосности выполняется.

Условие соседства

, где ;

;

.

145,5>104 следовательно условие соседства выполняется.

Условие сборки

- целое число, значит условие сборки выполняется

2.3.2 Линейные и угловые скорости передачи

Для построения картины линейных и угловых скоростей используем следующий расчет.

Скорость в полюсе

;

- угловая скорость колеса 1.

получаем

.

Масштаб линейных скоростей .

Масштаб угловых скоростей , где

- масштаб построения схемы редуктора.

Передаточное отношение планетарной ступени редуктора :

.

2.4 Сравнительный анализ результатов и КПД редуктора

Сравниваем передаточные отношения и

Определяем КПД редуктора:

, где

и =0.98

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе выполнено исследование кинематики рычажного механизма на примере механизма компрессора.

Графоаналитическим способом определены скорости, ускорения точек и звеньев. В работе выполнено исследование кинематики зубчатой передачи на примере 1-о ступенчатого планетарного редуктора и простой ступени.

Список использованных источников

Ястребов В.М., Кричевер М.Ф., Савинов А.П. ТММ в авиастроении: Учебное пособие. Самара: СГАУ, 1993.- 78с.

СТП СГАУ 6.1.4-97. Общие требования к оформлению учебных текстовых документов: Методические указания. - Самара: СГАУ, 1997. - 19 с.

ГОСТ 2.109-73 УСКД. Основные требования к чертежам. М.: Издательство стандартов, 1974, - 44 с.

Размещено на Allbest.ru