Кинематическая схема компрессора

Основной механизм компрессора приводится в действие электродвигателем через планетарный редуктор ( ) (см. схему к заданию №11). Поршни цилиндров первой и второй ступеней приводится в движение кривошипно-шатунными механизмами от главного вала машины. Для наполнения воздухом цилиндра второй ступени служит всасывающий клапан, который приводится в движение кулачковым механизмом с приводом от ведущего звена компрессора. Остальные клапаны работают автоматически.

Содержание и последовательность выполнения проекта

I. Кинематическое исследование механизма

1. Произвести структурный анализ стержневого механизма компрессора, состоящего из звеньев 1, 2, 3, 4 и 5.

2. Построить положения звеньев, соответствующие крайнему верхнему и нижнему положениям поршня 3. Одно из крайних положений, соответствующее началу рабочего хода, взять для дальнейших расчетов за начальное.

3. Построить схему механизма в 12 положениях и определить графически траекторию движения центра тяжести звена 2.

4. построением планов определить в 12 положениях скорости и ускорения всех характерных точек механизма.

5. Определить графическим способом в 12 положениях механизма перемещение, путь, скорость и ускорение поршня 3 в функции угла поворота кривошипа. График перемещения и пути построить в одной системе координат. В пояснительной записке необходимо привести значения скоростей и ускорений, определенных как графическим способом, так и из планов.

6. Построить графики изменения угловой скорости и углового ускорения звена 2 в функции угла поворота кривошипа.

7. Построить годографы скорости и ускорения центра тяжести звена 2.

ΙΙ. Профилирование кулачка

1. По заданному закону движения толкателя определить наименьший радиус дискового кулачка по способу проф. Я.Л. Геронимуса.

2. Построить практический профиль кулачка.

ΙΙΙ. Проектирование зубчатой передачи

1. По заданному числу оборотов кривошипа (колеса Ζ_к) и числам зубьев колес определить передаточное число редуктора и числа оборотов валов всех колес, входящих в редуктор.

2. Рассчитать и построить зацепление корригированных цилиндрических зубчатых колес Ζ_ш и Ζ_к. Применить неравносмещенную коррекцию.

3. Построить рабочие участки профилей, дугу зацепления и определить коэффициент перекрытия аналитически и графо-аналитически. Рассчитать и построить эпюры относительных скольжений профилей.

4. Рассчитать и построить профиль зубьев малого колеса в зацеплении с инструментальной рейкой без смещения (сдвига) и со смещением .

ΙV. Силовой расчет механизма

1. В одном из рабочих положений механизма построением планов сил определить силы реакций во всех кинематических парах и уравновешивающий момент или уравновешивающую силу на кривошипе. Вращение кривошипа считать равномерным.

2. Определить по рычагу Жуковского уравновешивающую силу на кривошипе. Расхождение в полученных результатах при определении уравновешивающей силы рычагом Жуковского и по плану сил не должно превышать 2-3 %.

V. Расчет маховика

1. Определить приведенный к кривошипу момент от сил сопротивления для 12 положений механизма. Построить график изменения приведенного момента по углу поворота кривошипа .

2. Методом графического интегрирования графика приведенного момента от сил сопротивления построить график работы сил сопротивления.

3. Построить график работы движущих сил, считая момент движущих сил постоянным для данного периода установившегося движения.

4. Построить график приращений кинетической энергии (избыточных работ) по углу кривошипа .

5. Определить приведенные к кривошипу моменты инерции для 12 положений механизма и построить график .

6. Построить диаграмму приращений кинетической энергии в функции приведенного момента инерции (диаграмма энергомоментов ). По этой диаграмме определить момент инерции маховика, который должен быть закреплен на валу кривошипа для обеспечения заданной неравномерности хода машины δ.

7. Определить основные размеры маховика и начертить его в выбранном масштабе.

К заданию №11

Схема механизма двухступенчатого компрессора

Кулачковый механизм открывания всасывающего клапана

Исходные данные к заданию №11

Параметры	Обозначение	Варианты
Число оборотов	n, об/мин
Для стержневого механизма	lАВ, м	0,5	0,45	0,4	0,35	0,3	0,3	0,35	0,4	0,45	0,5
lBC, м	1,5	1,4	1,3	1,2	1,2	1,1	1,3	1,35	1,45	1,6
lBД, м	0,35	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3	0,35	0,35	0,4
lДЕ, м	1,4	1,5	1,4	1,4	1,3	1,2	1,2	1,3	1,3	1,4
, м	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.15	0.15
, м	0.45	0.5	0.45	0.4	0.4	0.35	0.35	0.35	0.4	0.4
α, град
β, град
Для кулачкового механизма	Ход толкателя	h, м	0,009	0,012	0,01	0,008	0,008	0,01	0,012	0,006	0,006	0,01
Эксцент-риситет	е, м	0,003	0,004	0,005	0,003	0,004	0,005	0,003	0,004	0,003	0,005
Значение фазовых углов	φ0уд
φ0д с
φ0пр
Закон движения	S=f(φ)	sin	cos	параб	параб	cos	sin	cos	параб	sin	cos

Продолжение к заданию №11

Параметры	Обознач.	Варианты

Для зубчатой передачи и редуктора

Z1

Z2

Z3= Z7

Z6

Zш

Zк

Модуль

m, мм

Угол зацепления

α, град

Коэффициент радикального зазора

С*

0,25 для всех вариантов

Силы сопротивления	P1, H
PII, H
Веса звеньев	G2, H
G3, H
G4, H
G5, H
Моменты инерции звеньев	Jред, КГМ2		5,2	5,4	5,5	5,6	5,8	5,6	6,4	5,3	5,2
, кгм2	6,4	6,2		5,8	5,8	5,6	5,6	5,8		6,2
, кгм2	4,2	4,4	4,6	4,4	4,2			4,2	4,2	4,4
Коэффициент неравномерности	δ	0,01 для всех вариантов

7. Литература:

1. Теория механизмов и механика машин: учебник для вузов / К. В. Фролов [и др.]; Под ред. Г. А. Тимофеева .— 6-е изд., испр. и доп .— М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2009.— 687 с.

2. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин: учебник для вузов / И. И. Артоболевский .— 6-е изд., стер, перепечатка с 4-ого изд. 1988 г. — М.: Альянс, 2011.— 639 с.

3. Попов С.А. Курсовое проектирование по теории механизмов и механике машин: учебное пособие для втузов / С. А. Попов, Г. А. Тимофеев ; Под ред. К. В. Фролова .— 6-е изд., стер .— М.: Высш. шк., 2008.— 457 с.