Структурний аналіз механізму
РЕФЕРАТ
2 ПРОБЕЛА
ПЗ: 66 с., 7 рис., 7 табл., 15 додатків, 14 джерел.
Об’єкт дослідження – механізм поршневого компрессора, його планетарний редуктор з відкритою зубчатою передачею та кулачковий механізм із роликовим штовхачем.
Мета роботи – синтез та аналіз механізму приводу поршнів компресора. У проекті вирішені такі задачі:
– виконаний структурний аналіз механізму;
– зроблений синтез механізму поршневого компресора;
– зроблені план швидкостей і план пришвидшень ланок механізму;
– визначені основні кінематичні та динамічні характеристики механізму та дійсний закон руху ланки зведення у вигляді його кутової швидкості і кутового пришвидшення;
– знайдені реакції у кінематичних парах та зрівноважувальна сила;
– створений синтез зубчатої передачі;
– виконаний синтез кулачкового механізму з коливальним штовхачем.
Методи дослідження - графічний, графоаналітичний та аналітичний. Аналітичні методи виконані також за допомогою ЕОМ. Кінетостатичне дослідження виконане методами, переліченими вище. Синтез зубчатої передачі та кулачкового механізму виконано графічним та аналітичним методами.
ПОРШНЕВИЙ КОМПРЕСОР, ПЛАНИ ШВИДКОСТЕЙ, ПРИШВИДШЕНЬ, СИЛА ТА МОМЕНТ СИЛИ ІНЕРЦІЇ, МОДУЛЬ, КОЕФІЦІЄНТ ПЕРЕКРИТТЯ, КОЕФІЦІЄНТ ПИТОМОГО КОВЗАННЯ, КУЛАЧОК, ШТОВХАЧ, ФАЗОВІ ДІАГРАМИ, СИНТЕЗ КУЛАЧКОВОГО МЕХАНІЗМУ, МАСШТАБНИЙ КОЕФІЦІЄНТ.
ВСТУП
В даному курсовому проекті розглядається механізм поршневого компресора, принцип роботи якого базується на використанні механічного пристрою поршневого типу для збільшення тиску газу шляхом компресії (зменшення об'єму). Компресори даного типу широко застосовуються в машинобудуванні, енергетичному обладнанні, автомобілебудуванні, хімічній промисловості, холодильній та кріогенній техніці.
На даному етапі розвитку науки і техніки велика роль відводиться машинобудуванню, в рамках якого вивчаються загальні методи дослідження властивостей механізмів і проектування їх схем незалежно від конкретного призначення машини. Це необхідно робити для того, щоб підвищити надійність машин і устаткування. У курсі з дисципліни теорії механізмів і машин розглядається дана проблема.
Вивчення дисципліни проводиться з широким застосуванням ЕОМ, а також математичного та програмного забезпечення. Для цього використовуються програми ZUB, ZUB_COL.
Задачі теорії механізмів і машин різноманітні. Найважливіші з них це:
Аналіз механізмів - це дослідження кінематичних і динамічних властивостей механізму по заданій схемі.
Синтез механізмі - це проектування схеми механізму по заданим його властивостям.
Теорія машин-автоматів.
Поділ теорії механізмів на аналіз і синтез носить умовний характер, так як часто схему механізму та його параметри визначають шляхом порівняльного аналізу різних механізмів, що відтворюють одні й ті ж рухи. Цей порівняльний аналіз можливих варіантів механізму становить тепер основу методів синтезу з використанням ЕОМ. Також в процесі синтезу механізму доводиться виконувати перевірочні розрахунки , використовуючи методи аналізу.
Основним є володіння аналітичними, графоаналітичними та графічними методами дослідження механізмів, оцінка отриманих результатів особливо з точки зору якісних показників. Це і є метою даної роботи.
СТРУКТУРНИЙ АНАЛІЗ МЕХАНІЗМУ
Схема механізму та вхідні дані для дослідження наведені в [креслення 1 та завдання на курсовой проект, варіант 15].
Рисунок 1.1 – Механізм поршневого компрессора до заміни КП 4-го класу
Механізм складається з електродвигуна, планетарного редуктора (електродвигун і планетарний редуктор не показані на рисунку 1.1), відкритої зубчатої передачі коліс 4 і 5 (з числами зубців Z4 і Z5) та дев`яти ланкового механізму із вхідною ланкою 1 і вихідною ланкою – повзуном 3. Крім того, автоматизація процесів руху здійснюється за допомогою кулачкового механізму з роликовим штовхачем.
Визначимо основні типи ланок, характер їх руху, клас і назву кінематичних пар. Результати зводимо в таблицю 1.1.
ЕСЛИ ТАБЛИЦА ПРЕРЫВАЕТСЯ, ТО ПОСТАВИТЬ НА НОВОЙ СТРАНИЦЕ ПРОДОЛЖЕНИЕ ТАБЛИЦЫ И ЕЕ НОМЕР
Таблиця 1.1 - Характеристика ланок і кінематичних пар механізму до заміни
| Ланки механізму | ||||
| Позначення | Назва ланки | Характер руху | ||
| Кривошип, кулачок і зубчате колесо Z5 | Нерухомий | |||
| Коромисло | Обертальний | |||
| Повзун | Поступальний | |||
| Шатун | Плоский | |||
| Повзун | Поступальний | |||
| Опора | Нерухома | |||
| Штовхач | Обертальний | |||
| Ролик | Складний | |||
| Зубчате колесо | Обертальний | |||
| Кількість рухомих ланок механізму n = 8 | ||||
| Кінематичні пари (КП) | ||||
| Позна-чення | Характер відносного руху ланок, що утворюють КП | Номера ланок, що утворюють КП | Клас пари | |
| О1 | Обертальна | 1,6 | ||
| А | Обертальна | 1,2 | ||
| О2 | Обертальна | 6,9 | ||
В  | Обертальна | 2,3 | ||
B  | Обертальна | 3,6 | ||
| C | Обертальна | 2,4 | ||
| D | Складна, вища к. п. | 1,8 | ||
| E1 | Обертальна | 4,5 | ||
| E2 | Обертальна | 5,6 | ||
| F | Обертальна | 7,8 | ||
| G | Обертальна | 6,7 | ||
| H | Складний, вища к.п. | 1,9 | ||
| Кількість кінематичних пар 5 – го класу - p5 = 10, 4 – го класу - p4 = 2 | ||||
Усі кінематичні пари механізму – плоскі і дозволяють відносний рух ланок тільки в одній або у паралельних площинах, тому увесь механізм теж плоский.
Ступінь волі механізму визначаємо за формулою Чебишева:
(1.1)
Ми бачимо, що механізм може рухатись і з однією ведучою ланкою 1. Це означає, що до складу механізму входить одна зайва ланка. Ця ланка – ролик, який поставлено для зменшення тертя між кулачком і штовхачем, але він не змінює характеру їх відносного руху. Тому цю ланку (ролик) ми з розгляду відкидаємо. Не має рації також і кінематична пара H.
Таблиця 1.2 - Характеристика ланок і кінематичних пар механізму після заміни
| Ланки механізму | |||
| Позначення | Назва ланки | Характер руху | |
| Коромисло | Обертальний | ||
| Коромисло | Обертальний | ||
| Повзун | Поступальний | ||
| Шатун | Плоский | ||
| Повзун | Поступальний | ||
| Опора | Нерухома | ||
| Штовхач | Обертальний | ||
| Шатун | Плоский | ||
| Шатун | Плоский | ||
| Шатун | Плоский | ||
| Кількість рухомих ланок механізму n = 9 | |||
| Кінематичні пари (КП) | |||
| Позна-чення | Характер відносного руху ланок, що утворю- ють КП | Номера ланок, що утворюють КП | Клас пари |
| О1 | Обертальна | 1,6 | |
| А | Обертальна | 1,2 | |
| О2 | Обертальна | 6,9 | |
| В | Обертальна | 2,3 | |
| B | Обертальна | 3,6 | |
| C | Обертальна | 2,4 | |
| D | Обертальна | 7,8 | |
| E1 | Обертальна | 4,5 | |
| E2 | Обертальна | 5,6 | |
| G | Обертальна | 6,7 | |
| H | Обертальна | 1,9 | |
| I | Обертальна | 1,8 | |
| K | Обертальна | 9,10 | |
| Кількість кінематичних пар 5 – го класу - p5 = 13. |
Після цього маємо: n = 9, p5 = 13.
Р4 В ЭТОЙ ФОРМУЛЕ УЖЕ НЕ НАДО
Для визначення класу механізму замінюємо всі кінематичні пари четвертого класу на кінематичні ланцюги, в котрих є тільки пари п’ятого класу (рисунок1.2).
Рисунок 1.2 – Механізм поршневого компресора після заміни КП 4-го класу
Рисунок 1.3 – Групи Асура РИСУНКИ ПО ШИРИНЕ А НЕ ПО ЦЕНТРУ
Рисунок 1.4 – Початковий механізм
| |
Найвищий клас груп Ассура – другий, тож і увесь механізм другого класу.
Структурна формула побудови механізму:
