Кинематика, силовой расчет и конструирование механизма двигателя внутреннего сгорания

Страницы работы

Фрагмент текста работы

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Амурский государственный университет»

(ГОУ ВПО “АмГУ”)

Кафедра АППиЭ (механика)

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

на тему: Кинематика, силовой расчет и конструирование механизма двигателя внутреннего сгорания по дисциплине  Техническая  механика

Исполнитель   студент гр.642                                                                                    Д.А.Устюгова

Руководитель                                                                   

профессор, канд. тех. наук                                                                    С.П.Волков                                                                                                                                                                                                                                            

Нормоконтроль

Зав. лаборатории                                                                               Н.Н.Гужикова                           

Благовещенск 2008

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Амурский государственный университет»

(ГОУ ВПО “АмГУ”)

Энергетический факультет                            

Кафедра АППиЭ (механика)

                                                                      УТВЕРЖДАЮ

                                                                             Зам. зав. кафедрой

                                                                                     ____________  С.П. Волков

                                                                           “_____” ___________2008

ЗАДАНИЕ

К курсовому проекту студента Устюговой Дарье Алексеевне 

1. Тема курсового проекта: Кинематика, расчет  и конструирование привода двигателя внутреннего сгорания утверждена приказом от _______ №_______

2. Срок сдачи студентом законченного проекта ________________

3. Исходные данные к курсовому проекту

1) схема выбирается из варианта – 3

2) цифровые данные из варианта – 2

4. Содержание курсового проекта:

1) Выполнить структурный анализ рычажного механизма  

ДВС.

2) Провести кинематический анализ механизма  ДВС

графическим и аналитическим методами. Выполнить   динамический анализ машинного  агрегата.

3) Выполнить силовой расчет механизма ДВС.

Выполнить динамический анализ машинного агрегата.

4) Расчёты элементов редуктора.

5. Перечень материалов приложения:

Лист 1: Анализ рычажного механизма ДВС:

1) планы положений механизма

2) планы скоростей

3) планы ускорений

4) диаграммы

Лист 2: Силовой расчёт рычажного механизма ДВС;

Лист 3: Сборочный чертёж редуктора;

Лист 4: Рабочие чертежи деталей:

1) крышка редуктора

2) вал быстроходный

3) крышка подшипника

6. Консультация по курсовому проекту:

7. Дата выдачи задания: ____ сентября 2007 года

Руководитель курсового проекта:                                           Волков С.П.

Задание принял к исполнению (дата):_____________________________


РЕФЕРАТ

Проект 81  с.,17 рисунков, 6 таблиц, 9 источников, 5 частей, 2 приложения.

Двигатель внутреннего сгорания, редуктор, деталь, электродвигатель, шестерня, колесо, вал, шпонка

Рассмотрен двигатель внутреннего сгорания, его конструкция. Изучен рычажный механизм ДВС, проведён его всесторонний анализ. По результатам этого анализа подобран электродвигатель, соответствующий требованиям нормальной работы ДВС. Проведена конструкторская разработка цилиндрического одноступенчатого редуктора, а также выполнены расчёты на прочность различных деталей этого редуктора: зубчатых колёс, валов, подшипников и литых деталей корпуса. Проведены конструктивные расчёты шпоночных соединений и муфт. Предоставлены технические характеристики на сборку, эксплуатацию и транспортировку редуктора.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение                                                                                                                       9

1 Кинематический анализ рычажного механизма ДВС                                         17

1.1 Структурная схема исполнительного механизма                                          17

1.2 Структурный анализ рычажного механизма                                                  18

1.3 Построение планов положений                                                                       20

1.4 Построение планов скоростей                                                                         23

1.5 Построение планов ускорений                                                                        28

1.6 Метод кинематических диаграмм                                                                   31

1.6.1 Построение диаграммы перемещений                                                    32

1.6.2 Построение диаграммы аналогов скоростей                                          33

1.6.3 Построение диаграммы аналогов ускорений                                         33

1.7Анализ результатов по методу планов и диаграмм                                        35

2 Силовой расчёт рычажного механизма ДВС                                                       36

2.1 Выбор расчётного положения механизма                                                      36

2.2 Построение планов скоростей и ускорений для

расчётного положения                                                                                       40

2.3 Расчёт сил тяжести звеньев                                                                              40

2.4 Определение сил и моментов сил инерции звеньев                                      40

2.5 Теорема Н.Е. Жуковского                                                                                44

3 Редуктор                                                                                                                  46

3.1 Динамический анализ рычажного механизма                                                46

3.2 Выбор электродвигателя                                                                                  48

3.3 Выбор схемы редуктора                                                                                   49

3.4 Определение вращающих моментов на валах                                               49

4 Конструирование и расчет цилиндрического зубчатого редуктора                  51

4.1 Расчет допускаемых напряжений                                                                    51

4.1.1 Выбор материала и термической обработки                                          51

4.1.2 Допускаемые контактные напряжения                                                   52

4.1.3 Расчет межосевого расстояния                                                                52

4.1.4 Расчет основных размеров колеса                                                          54

4.1.5 Определение сил в зацеплении                                                                57

4.2 Проектный расчет валов                                                                                   58

4.2.1 Быстроходный вал                                                                                    58 

4.2.2 Тихоходный вал                                                                                        59

4.3 Расчет шпоночного соединения                                                                      60

4.4 Конструирование подшипниковых узлов и расчет сил                                61

4.4.1 Определение реакций опор                                                                      61

4.4.2 Расчет подшипников на заданный ресурс                                              66

4.5 Посадки зубчатого колеса и подшипников на вал                                         69

4.6 Выбор муфт                                                                                                       69

4.7 Расчет деталей корпуса                                                                                    70

4.8 Смазка и охлаждение редуктора                                                                      70

5. Сборка редуктора                                                                                                   72                                                                                Заключение                                                                                                                 74

Библиографический список                                                                                      75                                                      Приложение А. Спецификация                                                                                76                                                                   

Приложение Б. Компоновочная схема                                                                    79

ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ, СОКРАЩЕНИЯ

Основные обозначения:

          а – межосевое расстояние, мм;

          b – ширина зубчатого колеса, мм;

          d – диаметр, мм;

          F – сила, Н;

          U – передаточное отношение

          К – коэффициент;

          КV – коэффициент динамичности;

          Кa – коэффициент распределения нагрузки;

          Кb - коэффициент концентрации нагрузки;

          L – срок службы;

          m – модуль, мм;

          N – число циклов перемены напряжений;

          n – частота вращения , об/мин;

          w - угловая частота вращения;

          Р – мощность, Вт;

          Т – крутящий момент, Н×м;

          V – окружная скорость, м/с;

          z – число зубьев;

          a - угол зацепления;

          b - угол подъёма линии зуба;

          s - нормальное напряжение, МПа;

          y - коэффициент ширины зубчатого колеса;

          S0 – максимальный ход поршня, м.

Основные индексы:

          1 – относящийся к шестерне;

          2 – относящийся к колесу;

          F – относящийся к изгибной прочности;

          Н – относящийся к контактной прочности;

          t – окружной;

          r – радиальный;

a – осевой;

          пр. – приведённый;

          ср. – средний;

          ном – номинальный;

          вх – входной;

          вых – выходной;

          общ – общий;

          пред – предельный;

          ф – фактический;

          min –минимальный;

          max – максимальный;

          S  - суммарный;

ВВЕДЕНИЕ

Двигатели внутреннего сгорания

В настоящее время существует большое количество устройств, использующих тепловое расширение газов. К таким устройствам относятся карбюраторный двигатель, дизели, турбореактивные двигатели и т.д.

Тепловые двигатели могут быть разделены на две основные группы:

Двигатели с внешним сгоранием – паровые машины, паровые турбины и т.д.

В качестве энергетических установок автомобилей наибольшее распространение получили двигатели внутреннего сгорания, в которых процесс сгорания топлива с выделением теплоты и превращением её в механическую работу происходит непосредственно в цилиндрах. На большинстве современных автомобилях установлены двигатели внутреннего сгорания. Наиболее экономичными являются поршневые и комбинированные двигатели внутреннего сгорания. Они имеют достаточно большой срок службы, сравнительно небольшие габаритные размеры и массу. Основным недостатком этих двигателей следует считать возвратно-поступательное движение поршня, связанное с наличием кривошипно-шатунного механизма, усложняющего конструкцию и ограничивающего возможность повышения частоты вращения, особенно при значительных размерах двигателя.

Из истории двигателей

Первый двигатель внутреннего сгорания был создан в 1860г. французским инженером Этвеном Ленуаром, но эта машина была ещё не совершенной. В 1862г. французский изобретатель Бо де Роша предложил использовать в двигателе внутреннего сгорания четырёхтактный цикл: 1) всасывание, 2) сжатие, 3) горение и расширение, 4) выхлоп. Эта идея была использована немецким изобретателем Н. Отто, построившим в 1878г. первый четырёхтактный двигатель внутреннего сгорания. КПД такого двигателя достигал 22 %, что превосходило значения, полученные при использовании двигателей всех предыдущих типов.

Применение

ДВС применяются в сельском хозяйстве, в нефтяной промышленности, на лесоразработках, на всех видах транспорта и в других областях.

В сельском хозяйстве сотни тысяч ДВС применяются для привода

Похожие материалы

Информация о работе

Тип:
Курсовые работы
Размер файла:
4 Mb
Скачали:
0