Московский Государственный Технический Университет

имени Н.Э. Баумана

Факультет: Инженерный Бизнес и Менеджмент

Группа: ИБМ5-61

Курсовой проект по основам проектирования машин

(Проектирование и исследование двухцилиндрового компрессора)

Вариант №151

Студент: Стратонников М.И.

Консультант: проф. Леонов И.В.

Москва 2008

Реферат.

«Проектирование и исследование силовой установки газового компрессора»

Вариант № 151 А.

В данной работе рассматриваются:

проектирование силовой установки газового компрессора, определение параметров динамической модели, расчет закона движения на установившемся и неустановившемся режимах, определение усилий в кинематических парах, расчет редуктора.

Все расчеты выполнялись с помощью системы MathCAD 14. Чертежи выполнялись в системе AutoCAD 2008. Для создания текстовых документов использовался Microsoft Word 2007.

Объем: 35 листов, 8 рисунков, 25 графиков, список литературы 5 наименований, приложение 4 листа.

Содержание

Часть 1: Проектирование и исследование двухцилиндрового компрессора 4

Техническое задание 5 5 Описание устройства и работы силовой установки Принцип работы 5

Исходные данные 6

1. Проектирование и исследование двухцилиндрового компрессора 7

1.1 Определение основных размеров механизма по заданным условиям 7

1.2 Динамическая модель машины. Индикаторная диаграмма 9

1.3 Кинематика механизма 10

2. Математическая динамическая модель 12

2.1 Сила действия газов на поршень 13

2.2 Определение приведенных моментов сил 13

2.3 Определение приведенных моментов инерции 15

3. Расчет параметров компрессора на установившемся режиме 17

3.1 Определение работ в установившемся режиме 17

3.2 Проверка нахождения работ 17

3.3 Выбор двигателя 18

3.4 Определение необходимого момента инерции маховика 19

3.5 Определение размеров маховика 21

4. Расчет параметров компрессора в режиме пуска 22

4.1 Определение суммарного момента 22

4.2 Определение суммарной работы при запуске 22

4.3 Расчет моментов инерции при пуске 23

4.4 Определение закона движения при пуске 23

Выводы к части 1 25

Часть 2: Расчет редуктора (Редуктор двухступенчатый цилиндрический соосный 26

двухпоточный внешнего зацепления)

1. Проектирование и исследование двухцилиндрового компрессора 27

1.1 Проектировочный расчет выходного вала 27

1.2 Расчет зубчатой передачи 28

1.3 Проверочный расчет вала 30

1.4 Расчет шпонки 31

1.5 Расчет муфты 32

Выводы 34

Список использованной литературы 35

Часть 1 Проектирование и исследование двухцилиндрового компрессора

Т Е Х Н И Ч Е С К О Е З А Д А Н И Е №151А

Описание устройства и работы силовой установки.

Поршневой компрессор применяется в силовой установке для сжатия и перекачки газа. Установка состоит из компрессора, образованного кривошипно-ползунными механизмами, редуктора с неподвижными осями и электрического двигателя, соединенных между собой. Передаточное отношение редуктора определяют после выбора мощности и частоты вращения двигателя. Смазку осуществляют с помощью лубрикатора, приводящегося в действие от основного двигателя через планетарный редуктор.

Лубрикатор выполнен на базе кулачкового механизма с поступательно движущимся толкателем.

Принцип работы

Процессы в компрессорах и насосах осуществляются за один оборот кривошипа:

1. Сжатие.

2. Всасывание

У компрессоров рабочим телом являются газы, обладающие значительной сжимаемостью. Работа компрессора происходит следующим образом: при движении поршня вверх самодействующие клапаны закрыты и происходит сжатие газа, при достижении рабочего давления (Рmax) выпускной клапан открывается и газы из цилиндра вытесняются в ресивер; при движении поршня вниз (направления движения поршней показаны стрелками на индикаторных диаграммах) сначала происходит расширение остатков сжатых газов в мертвом пространстве цилиндра, а затем автоматически открывается всасывающий клапан и происходит всасывание в цилиндр новой порции газов.

Рис. 1. Схема кривошипно-п олзунного механизма

1 – кривошип, совершающий вращательное движение вокруг точки О и принимаемый в качестве звена приведения динамической модели;

2 – шатун ( S – центр масс);

3 – поршень ( ползун );

Исходные данные

Средняя скорость поршня 4.5 м/с

Отношение D/Н 1

Отношение l_AB/l_OA 3.5

Отношение l_AS/l_AB 0.34

Объемная производительность V_h 2.8 м³/мин

Максимальное давление в цилиндре p_max 1,3 МПа

Коэффициент неравномерности вращения кривошипа 1/90

Число цилиндров i 2

Толщина стенки поршня h 0,01 м

Плотность материала поршня ρ 2,7 * 10³ кг/м³