ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет автомобильно-дорожный

Кафедра Транспортно-технологических машин и оборудования

Дисциплина: Теория механизмов и машин

Курсовой проект по теории

и механизмов и машин

«Кинематическое и динамическое исследование машины с кривошипно-ползунным механизмом»

(Компрессор 2-цилиндровый простого действия)

Выполнилa студентка группы ОП-2 Д. Л. Степанова _______________

Проект защищен с оценкой: _______________________________

Доцент кафедры ТТМ Л. П. Байдаркова _________________________

СПб 2011

Содержание

Содержание…………………………………………………………………………………..2

1. КИНЕМАТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ КРИВОШИПНО-ПОЛЗУННОГО МЕХАНИЗМА……………………………………………………………………………………..3

1.1 Определение геометрических параметров звеньев для построения кинематической схемы………………………………………………………………………….4

1.2 Определение величин скоростей и построение планов скоростей…….................6

1.3 Определение величин ускорений и построение планов ускорений……………….8

1.4 Проверка расчетов…………………………………………………………………………11

1.5 Построение диаграмм:……………………………….11

2. УРАВНОВЕШИВАНИЕ СИЛ ИНЕРЦИИ И РАСЧЕТ ПРОТИВОВЕСА…............12

2.1 Расчет замещающих масс………………………………………………………………..13

2.2 Расчет сил инерции и построение годографа сил инерции без противовеса……………………………………………………………………………………..13

2.3 Расчет сил с противовесом………………………………………………………...........13

2.4 Расчет противовеса……………………………………………………….......................14

3. ВЫРАВНИВАНИЕ УГЛОВОЙ СКОРОСТИ ВАЛА КОМПРЕССОРА С ПОМОЩЬЮ МАХОВИКА………………………………………………………......................15

3.1 Расчет и построение графиков приведенного к пальцу кривошипа момента инерции компрессора и энергии вращения приведенных масс.……………………….15

3.2 Определение избыточной работы сил полезного сопротивления ………………..16

3.3 Графическое интегрирование, график избыточной работы……………………..…17

3.4 Построение диаграммы энергомасс и определение момента инерции маховика………………………………………………………………………..........................18

1. Кинематическое исследование кривошипно-ползунного механизма.

1.1 Определение перемещений и построение плана положений механизма

1) Масштабный коэффициент для схемы механизма

K_s=, K_s=, где - длина кривошипа на чертеже, принимаем, тогда;.

2) ,.

3) .На чертеже строим 8 основных положений кривошипа механизма с интервалом , нумеруем положения точкиА, начиная с , против часовой стрелки через. Известно, что экстремальные значения скорости точки В достигается при углахи ,определяем их из условия, что ,- дано, тогда , а.В этих точках Ub=max, а ускорение Wb=0. Две точки дополнительного положения механизма.

Откладываем на оси Х точки 0..8, соответствующие началу хода поршня, для этого необходимо, длину кривошипа r на чертеже и шатуна l наложить на ось Х r+l. от точки 0 откладываем заданный максимальный ход поршня S₄ = 100мм на чертеже.

Откладываем от точек 1, 1^’, 2, 3, 4, 5, 6, 6^’, 7 длину шатуна в масштабе чертежа. Откладываем от данных точек до пересечения с осью Х и наносим на ось Х точки1, 7; 1^’, 6^’; 2, 6; 3, 5; 4.

Строим на чертеже длины хода поршня от начальной точки 0..8 .Находим действительный ход поршня в метрах .Полученные значения заносим в таблицу 1:

Табл. 1
Позиция		Sb, м
0	0,00	0,00
1	17,50	0,07
1'	44,75	0,179
2	55,0	0,22
3	87,50	0,35
4	100,00	0,42
5	87,50	0,35
6	55,0	0,22
6'	44,75	0,179
7	17,50	0,07
8	0,00	0,00

1.2 Определение величин скоростей и построение плана скоростей.

Абсолютная скорость точки А:

, м/с , где- угловая скорость кривошипа;r – радиус кривошипа.

, n₁ = 450 об/мин – дано, =47,1 рад/сек,Ua=9,42 м/сек = const.

Находим масштабный коэффициент плана скоростей .- длина вектора скорости на чертеже, принимаем=60мм..

Построение плана скоростей. Пример для точки 1.

1) Из полюса -скоростей проводим линию действия вектора скорости точки В.

2) От полюса откладываем в масштабе чертежа.

3) Откладываем из точки а вектор на чертеже - это вектор относительного вращательного движения точки В вокруг точки А, при не связанном шатуне. Искомая точка b даст длину отрезка скорости .

Таким образом 48мм.

4) Угловая скорость шатуна :

,,,,.

Аналогично строим планы скоростей для остальных позиций кривошипа, находим значения угловой скорости шатуна и полученные значения заносим в таблицу 2.

Табл. 2	Ku=	0,157	Ua=9,42m/s	Ua=60mm	w1=47,1 rad/s
Позиция	Uba , мм	Uba, м/с	w2, рад/с	Ub, мм	Ub, м/с
0	60,00	9,42	9,42	0,00	0,00
1	43	6,7	6,7	48	7,536
1'	10	1,57	1,57	61,2	9,6
2	0,00	0,00	0,00	60,00	9,42
3	43	6,7	6,7	36	5,6
4	60,00	9,42	9,42	0,00	0,00
5	43	6,7	6,7	36	5,6
6	0,00	0,00	0,00	60,00	9,42
6'	10	1,57	1,57	61,2	9,6
7	43	6,7	6,7	48	7,536
8	60,00	9,42	9,42	0,00	0,00

1. 3. Планы ускорений, определение величин ускорений. Ускорение точки А.

.

,443,7 м/с² , т. к. , тои.Тогда полное ускорение точки А: .

Масштабный коэффициент планов ускорений:

,,7,395(м/с²)/.

Нормальная составляющая ускорения точки В относительно точки А равно

, где берем из плана скоростей. АВ – длина шатуна,→Вычисляем значения и переводим его в отрезки вектора,при 7,395(м/с²)/ , определяем для всех положений механизма по формуле, полученные значения заносим в таблицу 3.

Табл. 3	Kw=	19,72
Позиция	w2	Wba, м/с2	Wba, мм
0	9,42	91,01	12,3
1	6,7	44,89	6
1'	1,57	2,46	3,3
2	0,00	0	0
3	6,7	44,89	6
4	9,42	91,01	12,3
5	6,7	44,89	6
6	0,00	0	0
6'	1,57	2,46	3,3
7	6,7	44,89	6
8	9,42	91,01	12,3

Ускорение точки В, .Поскольку траектория точки В прямолинейна, то по этой прямой направлены ускорения точки В.

Порядок построения планов ускорений.

Из полюса проводим горизонталь, т.е. линию действия ускорении точки В. В масштабе откладываем =60 мм. Из точки а проводим в масштабе вектор ускорения параллельныйАВ. Из конца вектора провести-рдо пересечения с линией действия вектора Wb, строим замыкающий вектор .

Находим угловое ускорение звена 2 из выражения следовательно. Полученные расчетно-графическим методом значенияWb можно проверить по формуле , м/с².

Полученные результаты расчетов заносим в таблицу 4.

Табл. 4	Kw=	7,395
Позиция	Wb, мм	Wb, м/с2
0	72	532,44
1	41	303,2
1'	4	29,58
2	9	66,5
3	41	303,2
4	48	354,9
5	41	303,2
6	9	66,5
6'	4	29,58
7	41	303,2
8	72	532,44