Механизм двухступенчатого двухцилиндрового воздушного компрессора

Титульник.docx

Федеральное агентство железнодорожного транспорта
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Уральский государственный университет путей сообщения
Кафедра «Проектирование и эксплуатация автомобилей»
Пояснительная записка к курсовому проекту
по дисциплине «Теория механизмов и машин»
Механизм двухступенчатого двухцилиндрового воздушного компрессора
доцент к.т.н.студент гр. ПСт-221
Сирин А.В.Трушникова Н.А.

Планы курсач V12.bak.cdw

Кинематический анализ
воздушного компрессора
Планы скоростей для 12 положений механизма
Планы положений механизма
Планы ускорений для 12 положений механизма
Кинематические диаграммы

Планы курсач V13.bak.cdw

Кинематический анализ
воздушного компрессора
Планы скоростей для 12 положений механизма
Планы положений механизма
Планы ускорений для 12 положений механизма
Кинематические диаграммы

Планы курсач 5.11 R03.bak.cdw

Кинематический анализ
воздушного компрессора
Планы скоростей для 12 положений механизма
Планы положений механизма
Планы ускорений для 12 положений механизма
Кинематические диаграммы

ПЗ КП.doc

Курсовой проект содержит пояснительную записку на 18 страницах печатного текста 4 рисунка 2 таблицы 4 использованных источника а также графическую часть на 1 листе формата А1.
Объектом исследований и анализа является механизм двухступенчатого двухцилиндрового воздушного компрессора.
Ключевые слова: воздушный компрессор механизм кинематический анализ структурный анализ планы положений планы скоростей планы ускорений кривошипно-ползунный механизм.
Цель работы: исследовать конструкцию двухступенчатого двухцилиндрового воздушного компрессора провести его структурный и кинематический анализ а также построить графики перемещений ускорений и скоростей.
Для построения чертежей использована компьютерная программа «КОМПАС-3D V13».
Структурный анализ механизма6
Кинематический анализ механизма9
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ14
Двухступенчатый двухцилиндровый воздушный компрессор состоит из 2-х рабочих цилиндров и поршней имеет всасывающий и нагнетательный клапаны расположенные обычно в крышке цилиндра. Для сообщения поршню возвратно-поступательного движения имеется кривошипно-шатунный механизм с коленчатым валом. При вращении коленчатого вала соединённый с ним шатун сообщает поршню возвратные движения. При этом в рабочем цилиндре из-за увеличения объёма заключённого между днищем поршня и крышкой цилиндра возникает разрежение и атмосферный воздух преодолев своим давлением сопротивление пружины удерживающей всасывающий клапан открывает его и через воздухозаборник поступает в рабочий цилиндр.
В аэрографии (распылителях краски) также используют воздушные компрессоры - в автосалонах частной и коммерческой аэрографии.
Воздушные компрессоры могут обеспечивать воздухом машины различные инструменты и самые разные производственные процессы. Воздушныекомпрессорыиспользуют строительные компании когда нужно дать энергию устройствам: отбойным молоткам воздушным долотам молотам и скальным дрелям.
Пескоструйные машины работают на сжатом воздухе. А так же различные инструменты которые его используют это - гвоздевые пистолеты ленточно-шлифовальные станки дрели и пистолеты-распылители. Эти довольно мощные приборы не имеют больших двигателей и благодаря компрессорам с ними легко работать и они мало весят.
Длины звеньев рычажного механизма:
Частота вращения кривошипа: n1=630 обмин
Структурный анализ механизма
Структурная схема плоского рычажного механизма двухцилиндрового двухступенчатого воздушного компрессора:
Общее число звеньев механизма k = 6.
Число подвижных звеньев n= 5.
Обозначение звеньев на чертеже: 0 – стойка 1 – кривошип 2 – шатун 3 – шатун 4 – ползун 5 – ползун.
Входное звено механизма – 1.
Общее число кинематических пар – 7 из них 5 – вращательные одноподвижные 2 – поступательные одноподвижные.
Подвижность механизма (по формуле Чебышева):
где n – количество подвижных звеньев механизма;
p1 – количество кинематических пар 1-го класса;
p2 – количество кинематических пар 2-го класса.
В наиболее удалённой от кривошипа 1 части механизма отсоединяем группу Ассура 1 класса 2 порядка - звенья 3 и 5:
Проверяем подвижность оставшегося механизма:
Отсоединяем группу Ассура 1 класса 2 порядка – звенья 2 и 4:
Подвижность оставшегося механизма: .
В результате отсоединения двух групп Ассура остался первичный механизм – звенья 0 и 1:
Данный механизм содержит 2 структурные группы Ассура 1 класса 2 порядка следовательно и сам механизм имеет 1 класс 2 порядок по Ассуру или 2 класс 2 порядок по Артоболевскому.
Производим классификацию структурных групп.
Кинематический анализ механизма
Кинематический анализ механизма включает в себя:
Построение планов механизма для различных положений входного звена
Определение скоростей точек и звеньев механизма
Определение ускорений точек и звеньев механизма.
По заданным размерам строим планы механизма для двенадцати положений кривошипа начиная с нулевого положения. Планы механизма строятся в масштабе. Масштабный коэффициент длины:
Положения характерных точек механизма определяются методом засечек.
Планы механизма представлены в левом углу листа 1. Линейные скорости точек звеньев механизма определяем методом планов скоростей.
Рассмотрим построение плана скоростей одного из положений.
Линейная скорость точки А движущейся по окружности и принадлежащей кривошипу ОА определяется так:
- угловая скорость кривошипа ОА.
Из полюса pv строим вектор pva абсолютной скорости точки A перпендикулярно OA по направлению угловой скорости 1. Длина вектора pva выбираем произвольно. Задаёмся масштабным коэффициентом:
Скорость точки В механизма находим с помощью следующих векторных уравнений:
где – вектор скорости точки В относительно полюса переноса А – относительное движение;
– вектор скорости точки В относительно полюса переноса В0.
Через конец отрезка pva проводим линию перпендикулярно
звену AB. Через конец вектора скорости B0 (т.к. то через полюс pv) проводим линию параллельно перемещению ползуна 2. На пересечении этих линий строим точку b. Следовательно получили вектор pvb абсолютной скорости VB .
Скорость точки D находим аналогично на основе векторных уравнений:
Вектора pvs2 и pvs4 строим используя отношение данное в задании:
Угловые скорости звеньев 2 и 4 определяем из выражений:
Таким образом построены планы скоростей всех 12-ти планов положений механизма.
Из плана скоростей находим величины скоростей (положение 0):
Аналогично находим все скорости.
Результаты полученные из планов скоростей занесены в таблицу 1.
Значения линейных и угловых скоростей
Построение планов ускорений рассмотрим на примере того же положения.
Ускорение точки А принадлежащей кривошипу и движущейся равномерно по окружности определяется так:
Из произвольно выбранной точки (полюса) откладываем в определенном масштабе
вектор параллельно кривошипу и направленный к центру его вращения.
Ускорение точки В определяем с помощью векторных уравнений:
где и - вектора нормального и касательного ускорений точки В
относительно центра переноса А;
и - вектора нормального и касательного ускорений точки В относительно центра переноса С.
Определяем величину ускорения :
Из конца вектора ускорения aA провести вектор ускорения . Вектор
параллелен звену ВА и ориентирован от точки В к точке А. Длина вектора
определяется из выражения:
На плане ускорений проводим линию действия касательного ускорения перпендикулярно звену AB. Через конец вектора ускорения B0 (т.к. = 0 то через полюс pа) проводим линию действия aBB0 параллельно
перемещению ползуна. На пересечении этих линий
ставим точку b. Получили вектор Pab абсолютного ускорения aB .
Вектора pas2 и pas4 строим исходя из отношения в задании.
Вычисляем модули ускорений точек механизма для нулевого положения:
Угловые ускорения звеньев 2 и 3 находим из выражений:
Величины ускорений приведены в таблице 2.
На первом листе построены также кинематические диаграммы для механизма.
Диаграмма перемещения поршня построена непосредственно из планов механизма.
Диаграмма скорости построена из планов скоростей а диаграмма ускорений получена графическим дифференцированием диаграммы скорости.
Масштабные коэффициенты:
Полюсное расстояние при построении диаграммы ускорений: p1 = 10 мм.
В данном курсовом проекте произведён структурный и кинематический анализ механизма двухступенчатого двухцилиндрового воздушного компрессора а также построить графики перемещений ускорений и скоростей. Рассчитаны величины скоростей и ускорений механизма построены планы положений скоростей и ускорений. Получены знания о конструкции и работе компрессора улучшены навыки работы с чертежами в программе «КОМПАС-3D V13»
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин: учеб. для втузов. – М.: Наука 1988. – 640 с.
Сирин А.В. Кинематическое исследование механизмов методом планов: методическое пособие. – 25 с.
Описание воздушного компрессора: