Проектирование и исследование механизмов плунжерного насоса простого действия

Министерство  образования и науки Украины

Херсонский  Национальный Технический Университет

Факультет машиностроения

Кафедра “Основ конструирования”

 

 

 

 

 

 

Расчетно-пояснительная 

записка к курсовому проекту  по ТММ

 

 

 

 

 

 

Тема  проекта: Проектирование и исследование

механизмов  плунжерного насоса простого действия

 

 

 

 

 

 

 

Разработал

студент гр.           

 

Консультировал

Доцент           

 

Н.контроль

Доцент           

 

Утвердил

заведующий  кафедрой         

 

 

Херсон-2012г.

Календарный план

 

№	Название этапа курсового проекта (работы)	Срок выполнения этапов проекта (работы)	Примечание
1,	Определение законов   движения ведущего  звена
2.	Кинето-статическое исследование механизма
3.	Синтез зубчатой передачи
4,	Динамический синтез кулачкового механизма

 

 

 

 

Студент                                                   _________________________________________

                                             Подпись                                       Ф.И.О

 

Руководитель проекта                                   _________________________________________

Подпись                                       Ф.И.О

 

 

 

Задание 7,7

 

№	Параметры	Обозначения	Числовые  значения
1	Длина кривошипа		0,165
2	Отношение длины шатуна к длине кривошипа		4
3	Частота вращения кривошипа и кулачка		5
4	Положение центра масс шатуна 2		0,4
5	Частота вращения вала электродвигателя	мин-1	1420
6	Усилие  вытяжки	Fпс	320 Н
7	Масса Шатуна Поршня		50 65
8	Момент  инерции шатуна		3,1
9	Сумма моментов инерции вращающихся звеньев  приведенных к валу кривошипа	I врпр	4,7
10	Коэф. Неравномерности вращения коленчатого  вала		1/10
11	Угловая координата кривошипа при силовом  расчете		60º
12	Число зубьев колес		19   31
13	Модуль  зубчатых колес	m	5
14	Ход толкателя кулачкового механизма	h, м	0.08
15	Фазовые углы поворота кулачка		105   0
16	Закон движения толкателя	-	c
17	Допускаемый угол давления		28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Этапы курсового проектирования

 

№	Наименование	Срок  выполнения
1	Определение закона движения механизма	30,09,2012
2	Кинетостатическое исследование механизма	14,10,2012
3	Синтез  зубчатой передачи	28,10,2012
4	Динамический  синтез кулачкового механизма	11,11,2012

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание 

Задание курсового проекта           4

Этапы курсового проектирования         5

Реферат            7

Введение            8

1. Определение закона движения начального механизма насоса    9
1. Описание схемы механизма и данные       9
2. Структурный синтез механизма        9
3. Построение плана положений механизма       10
4. Построение планов возможных скоростей       10
5. Построение графиков приведенных моментов сил полезного сопротивления  10
6. Построение графиков работ        12
7. Построение графика приведенных моментов инерции звеньев второй группы   

и приближенного  графика кинетической энергии      12

1.9 Построение  графиков кинетической энергии      12

1.10 Определение  приведенного момента инерции звеньев первой группы   13

1.11 Определение  угловой скорости начального звена      14

1.12 Определение  углового ускорения начального  звена механизма    15

 

2. Кинетостатическое исследование механизма      16

2.1 Построение  плана положений механизма        16

2.2 Построение плана ускорений        16

2.3 Определение инерционных нагрузок        17

2.4 Определение  тангенциальной составляющей      17

2.5 Определение нормальной составляющей       17

2.6 Определение внутренней составляющей       18

2.7 Кинетика ведущего звена         18

2.8 Проверка силового расчета         18

 

3. Синтез зубчатого механизма         19

3.1 Исходные  данные и выбор коэффициентов смещения      19

2. Расчет геометрических параметров зубчатой передачи     19
3. Построение картины эвольвентного зацепления      20
4. Определение коэффициента качества работы       21
5. Определение коэффициента относительного скольжения     

зубьев  и построение их диаграмм        21

 

4. Динамический  синтез кулачкового механизма      23

4.1 Исходные  данные для проектирования кулачкового механизма    23

4.2. Построение кинематических диаграмм движения выходного звена   23

4.2.1 Построение диаграммы аналога ускорения      24

4.2.2 Построение диаграммы аналога скорости      24

4.2.2 Построение диаграммы перемещений выходного звена     24

4.3 Определение  минимального радиуса кулачка      24

4.4 Построение  профиля кулачка        25

4.4.1. Построение центрового профиля кулачка      25

4.4.2. Определение радиуса ролика        25

4.4.3. Построение рабочего профиля кулачка       26

4.5. Построение диаграммы углов давления       25

4.6 Определение жесткости замыкающей пружины      26

Заключение           27

Список  использованной литературы        28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

 

Курсовой  проект состоит из пояснительной  записки ( страниц 72, таблиц  14, использованной литературы 10) и четырех листов чертежей формата А1.

 

При выполнении курсового проекта осуществлена работа в следующем объеме

• Динамический синтез рычажного механизма по коэффициенту неравномерности движения, определен закон движения начального звена;
• Силовой анализ рычажного механизма;
• Проектирование кинематической схемы планетарного редуктора, его кинематический анализ и построение картины эвольвентного зацепления;
• Динамический синтез кулачкового механизма.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

В настоящее  время важную роль приобретает качество подготовки инженера, который должен владеть современными методами расчета  и конструирования новых быстроходных и высокопроизводительных машин. Углублению и обобщению теоретических знаний, их применению на практике способствует выполнение студентами курсового проекта по теории механизмов и механики машин.

Основная  цель курсового проекта – научиться использовать общие методы проектирования и исследования механизмов для создания машин разного назначения.

При выполнении курсового проекта студент  сталкивается с комплексным решением конкретной инженерной задачи. При  этом он усваивает навыки работы по следующим основным направлениям:

• Проектирование структурной и кинематической схемы рычажного механизма по заданным условиям;
• Анализ режима движения механизма при действии заданных сил;
• Силовой анализ механизма;
• Проектирование зубчатых передач и планетарных механизмов;
• Расчет оптимальной геометрии зубчатых зацеплений;
• Уравновешивание механизмов с целью уменьшения динамических нагрузок на фундамент и уменьшение сил в кинематических парах;
• Динамический синтез кулачковых механизмов;
• Определение мощности и выбор типа электродвигателя.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Определение закона движения  начального звена плунжерного механизма

 

1.1 Описание схемы механизма и данные

 

 

 

Длина кривошипа l_OA=0,051м=51мм

отношение длины  шатуна к длине кривошипа λ=L_AS2/L_OA=4  тогда имеем l_AB = h · l_OA = 4 ·51 =200мм

Положение центра масс шатуна 2 λ=L_AS2/L_AB=0,4 и тогда имеем l_AS2 = h · l_AB = 0,4 ·200 = 81мм

Положение центра тяжести звена 3, L_BS3 =0,17м = 170мм диаметр цилиндра D=0м=0мм

Масса шатуна M₂ = 50кг масса поршня, M₃ = 65кг момент инерции шатуна, I_S2 = 3,1кг ·м ²

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2 Структурный синтез механизма

 

Кинематические  пары, служащие для подвижного соединения  звеньев, их класс, номера и название звеньев, образующие кинематические пары, приведены в таблице 1.2. Степень  подвижности плоского механизма  определяются по формуле Чебышева [1] [2].

 

Таблица кинематических пар

                                                                               Таблица 1.2

Кинематические  пары		Наименование  звеньев, образующих кинематическую пару, вид.
Обозначение	класс
	5	Стойка 0 и кривошип 1, вращательная
	5	Кривошип 1 и  шатун 2, вращательная
	5	Шатун 2 и ползун 3, вращательная
	5	Ползун 3 и стойка 0, поступательная

 

Степень подвижности плоского механизма  определяется по ф-ле академика П.Л.Чебышева 

  (1.1)

где:

- кол-во подвижных звеньев

- кол-во кинематических пар 5-го класса

- кол-во кинематических пар 4-го класса

Подставив данные получим 

Степень подвижности механизма показывает, сколько ведущих звеньев у механизма и сколько нужно двигателей для этого механизма.