Файл: Реферат Расчетнопояснительная записка к курсовому проекту "Проектирование и исследование механизмов двигателя и передачи мотосаней".doc

Реферат

Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту “Проектирование и исследование механизмов двигателя и передачи мотосаней” содержит 37 страниц машинописного текста, 4 рисунка, 5 таблиц.

В расчетно-пояснительной записке проведено проектирование основного механизма двухцилиндрового четырёхтактного двигателя внутреннего сгорания, исследовано его движение, проведен кинематический и силовой расчёт основного механизма ДВС, проектирование цилиндрической эвольвентной зубчатой передачи, проектирование планетарного редуктора с заданным передаточным отношением, проектирование кулачкового механизма с роликовым толкателем.

Проектирование и исследование механизмов двигателя и передачи мотосаней
Краткое описание работы механизмов мотосаней

Двухцилиндровый двигатель мотосаней («снежного мотоцикла») – четырёхтактный, карбюраторный, V-образный. Схема механизмов мотосаней представлена на рис. 1. Коленчатый вал 1 двигателя 2 с маховиком 3 расположен перпендикулярно продольной оси мотосаней. Между коленчатым валом и валом шкива 5 расположена муфта сцепления 4. При включённой муфте сцепления коленчатый вал двигателя соединён с остальными механизмами мотосаней или полностью отключён от них при выключенной муфте. В мотосанях коробка передач и дифференциал отсутствуют, а их функцию выполняет автоматическая клиноременная передача со шкивами 5 и 6 переменного диаметра, обеспечивающая изменение передаточного числа в зависимости от скорости движения мотосаней и нагрузки. Вал шкива 6 через пару косозубых колёс 7 и 8 связан с валом ведущей звёздочки 9 гусеницы 10.

Схема двигателя представлена на рис. 2. Основной механизм двигателя состоит и двух кривошипно-ползунных механизмов, имеющих общий кривошип ОА коленчатого вала 1, шатуны 2 и 4 и поршни (ползуны) 3 и 5. Угол γ между осями двух цилиндров равен 90˚.

При таком устройстве рабочие такты в левом и правом цилиндрах сдвинуты руг относительно друга на 450˚. Рабочий цикл в каждом цилиндре двигателя совершается за два оборота коленчатого вала. Чередование процессов, протекающих в обоих цилиндрах, происходит в следующем порядке:

	Первый оборот коленчатого вала				Второй оборот коленчатого вала
φ1	0˚ 90˚ 180˚ 270˚ 360˚ 450˚ 540˚ 630˚ 720˚
Левый цилиндр	Расширение		Выпуск		Всасывание		Сжатие
Правый цилиндр	Выпуск	Всасывание		Сжатие		Расширение		Выпуск

---

Различают два режима работы двигателя: 1) при холостом ходе, когда муфта сцепления выключена и коленчатый вал двигателя отключён от остальных механизмов мотосаней и 2) при номинальной нагрузке (во время движения мотосаней), когда муфта сцепления включена и соединяет коленчатый вал с валом шкива 5 (рис.1) и со всеми остальными механизмами.

Механизм газораспределения состоит их четырёх кулачков 6 (рис.2), закреплённых на распределительном валу 7, и толкателей 8, воздействующих на впускные (или выпускные) клапаны 9. Кулачковый механизм должен обеспечить заданный закон движения толкателя (рис.3). Вращение распределительному валу передаётся от коленчатого вала 1 парой зубчатых колёс 10 и 11, передаточное отношение которой

В мотосанях отсутствует планетарный редуктор, проектирование которого проведено по дополнительному заданию.

	Наименование параметра	Обозначение	Размер- ность	Числовые значения Вар. A
1.	Средняя скорость поршня	(vB)ср; (vС)ср	м/с	7,25
2.	Отношение длины шатуна к длине кривошипа	lAB / lOA lAC / lOA		4,23
3.	Отношение расстояния от точки A до центра тяжести шатуна к длине шатуна	lAS2 / lAB lAS4 / lAB		0,30
4.	Диаметр цилиндра	d	м	0,066
5.	Число оборотов коленчатого вала при номинальной нагрузке	n1ном	об/мин	4000
6.	Число оборотов коленчатого вала при холостом ходе	n1хх	об/мин	600
7.	Максимальное давление в цилиндре двигателя при номинальной нагрузке	(pmax)ном	МПа	2,41
8.	Максимальное давление в цилиндре двигателя при холостом ходе	(pmax)хх	МПа	0,9
9.	Вес шатуна	G2; G3	Н	3,73
10.	Вес поршня	G4; G5	Н	2,26
11.	Момент инерции шатуна относительно оси, проходящей через его центр тяжести	I2s ; I4s	кг·м²	0,0012
12.	Момент инерции коленчатого вала	I'10	кг·м²	0,006
13.	Коэффициент неравномерности вращения коленчатого вала	δ	__	1/120
14.	Угловая координата кривошипа для силового расчёта	φ1	град	30
15.	Эффективная мощность двигателя при номинальной нагрузке	Ne ном	Вт	7360
16.	Механический КПД двигателя	η	__	0,85
17.	Приведённые к коленчатому валу моменты инерции деталей и гусеницы	Iпр0	кг·м²	0,21
18.	Ход толкателя кулачкового механизма	h	м	0,008
19.	Максимально допустимый угол давления в кулачковом механизме	αдоп	град	28
20.	Угол рабочего профиля кулачка	δраб	град	120
21	Число зубьев колёс 7 и 8 (рис.1)	z7 z8	__	12 24
22.	Модуль зубчатых колёс 7 и 8	m	м	0,012
23.	Угол наклона зуба для колёс 7 и 8	β	град	10
24.	Параметры исходного контура реечного инструмента	αo αи αс	град ― ―	20 1 0,25

---

1. Определение закона движения звена приведения.
1.1 Определение размеров кривошипа

по формуле:


1.2. Определение масштаба изображения и хода поршня.

Изображается кинематическая схема механизма в положении, заданном в техническом задании, то есть V-образно. Ход поршня равен двум длинам кривошипа.



Длина шатуна определяется из пропорции:







Масштаб изображения кинематической схемы на чертеже равен:


1.3. Построение индикаторной диаграммы.

В пределах отрезка Н—хода поршня строится индикаторная диаграмма по данным таблицы технического задания. Для этого длина отрезка Н разбивается на десять равных частей. Каждая часть отмечается долей 0.1, 0.2, … , 1.0. По оси ординат откладывается изменение давления в цилиндре поршневой машины. Для этого надо задаться на чертеже отрезком =54 мм, провести через точки 0.1, 0.2, …, 1.0 отрезки, параллельные оси ординат и отложить на каждом из них последовательно ординаты в миллиметрах . Полученные точки соединяются плавной кривой.

Масштаб индикаторной диаграммы:



1.4. Построение графика сил.

Индикаторная диаграмма перестраивается в график сил, действующих на поршень поршневой машины. Ординаты графика сил выбираются равными ординатам индикаторной диаграммы. Тогда масштаб графика сил по оси ординат равен: . Здесь -площадь поршня. . Таким образом,

---

На оси абсцисс отмечают положения точки С поршня, соответствующие положениям точки В кривошипа. Разбивают траекторию кривошипа на 12 равных частей. Нулевое положение выбирают на пересечении линии АС с траекторией точки В кривошипа—то есть от мёртвой точки поршня с момента начала процесса расширения в цилиндре поршневой машины. Затем от нулевой точки в сторону вращения кривошипа отмечают на окружности радиуса АВ точки 1,2,3,…12. Из каждой из указанных точек проводят дугу радиуса ВС до пересечения с линией АС. Получают точки 0-12, 1-11, 2-10, 3-9, 4-8, 5-7, 6—положения точки С поршня.

Сила считается положительной, если она совершает положительную работу. График сил строится также в пределах хода поршня—Н.
1.5 Определение кинематических параметров механизма.

Строятся планы скоростей в произвольном масштабе для каждой из 12 точек на траектории кривошипа. На самом деле, можно построить планы скоростей только для семи точек: 0,1,2,3,4,5,6. Из них определяются аналоги линейных скоростей подвижных точек механизма и передаточное отношение:





По полученным данным строятся соответствующие зависимости. По оси абсцисс масштаб определяют как отношения базы графика b=240 мм к 2 мм/рад.
1.6. Построение графиков приведённых моментов инерции второй группы звеньев.

Величины приведённых моментов рассчитывают по формулам:




Все кривые строятся в масштабе :


Суммарный момент определяется следующим образом:





По данным расчёта строят три графика приведённых моментов и аналитически их суммируют. Так как механизм имеет два цилиндра, и каждый из них имеет одинаковые размеры, но процесс во втором цилиндре смещён относительно процесса в первом (на 90˚), то кривую суммарного приведённого момента смещаем на заданный в техническом задании угол и получаем кривую суммарного приведённого момента инерции второй группы звеньев второго цилиндра. Затем обе суммарные кривые ещё раз суммируются на том же графике:

---

Таким образом, в каждом положении точки B кривошипа от 0 до 12 имеем значения суммарного приведённого момента инерции для двух цилиндров.

В первом приближении суммарный график приведённых моментов инерции второй группы звеньев может быть принят за график кинетической энергии второй группы звеньев , который построен в масштабе , .












1.7. Построение графика приведённого момента от сил.

Расчёт приведённого момента производят по формуле: Или по более развёрнутой формуле:
В левом цилиндре:

при расширении при сжатии







Масштаб графика приведённых моментов:







Для получения графика суммарного приведённого момента второго цилиндра смещаем полученный график для первого цилиндра на заданный в техническом задании фазовый угол (450˚). Затем суммируем обе кривые с учётом знака приведённого момента в каждой из позиций от 0 до 12. В итоге получаем график суммарного приведенного движущего момента от сил, действующих на 2 поршня.

---