Анализ и синтез гидропульсационной машины

Министерство общего и профессионального образования

Российской Федерации

Новосибирский государственный технический университет

Кафедра прикладной механики

Пояснительная записка

К курсовому проекту по теории машин и механизмов

на тему: Анализ и синтез гидропульсационной машины

                                 Выполнил: Платонов А.Н.      

Специальность (направление)   1201, технология машиностроения

Обозначение проекта    КП-2068956-40-15-01

Группа                   ТМ-92

Руководитель проекта                  Смелягин А.И.

Проект защищен                 Оценка

Члены комиссии

Новосибирск

2001

1 Структурный анализ механизма кислородного двухцилиндрового компрессора

 

1.1 Структурная схема компрессора

Рисунок 1.1 - Структурная схема компрессора.

      1.2 Aнализ кинематических пар механизма

Таблица 1 - Классификация кинематических пар

Номер звеньев, образующих пару	Условное обозначение	Название	Подвижность	Высшая/ Низшая	Замыкание	Открытая/ Закрытая
0-1	O	Враща­тель­ная	1	Н	Г	З
1-2	A	Враща­тель­ная	1	Н	Г	З
2-3	B	Враща­тель­ная	1	Н	Г	З
3-0	C	Враща­тель­ная	1	Н	Г	З
3-4	D	Враща­тель­ная	1	Н	Г	З
4-5		Враща­тель­ная	1	Н	Г	З
5-0		Поступа­тельная	1	Н	Г	З

Исследуемый механизм состоит только из одноподвижных кинематических пар (Р1=7, Р2=7 ) ,

Где Р- общее число кинематических пар в механизме.

1.3 Классификация звеньев механизма

Таблица 2 - Классификация звеньев механизма

Механизм имеет:

-  четыре (п2= 4) двухвершинных (t= 2) звена 1,2,4,5;

Номер звена	Условное обозначение	Название	Движение	Число вершин (t)
0		Стойка	Отсутствует	-
1		Кривошип	Вращательное	2
2		Шатун	Сложное	2
3		Коромысло	Качательное	3
4		Шатун	Сложное	2
5		Ползун	Поступатель­ное	2

-  одно (п3= 1) трёхвершинное (t= 3) звено 3, которое является базовым

-  пять (п= 5) подвижных звеньев.

1.4 Классификация механизмов гидропульсационной машины.

Механизм гидропусационной машины имеет 3 присоединения к стоике ( пары О,С,F)

В исследуемом сложном механизме можно выделить:

а) один элементарный механизм:

в) один простой механизм (шарнирный четырёхзвенник)

Машина имеет в своем составе только простые стационарные механизмы.

        В исследуемом механизме звеньев закрепления нет.

Исследуемый механизм имеет постоянную структуру, является сложным и однотипным. Он состоит из одного элементарного механизма и одного стационарного простого, который имеет в своём составе только замкнутые кинематические цепи.

Анализ движения звеньев механизма и элементов кинематических пар показывает, что механизм существует в трёхподвижном пространстве (П=3)

1.5 Определение подвижности простых механизмов компрессора

 

W=3n-2p1 -р2

                         W=p1+2p2-3k

                                     K=p-n

Подвижность шарнирного механизма:

где n - число подвижных звеньев;

p₁ - число одноподвижных кинематических пар;

При    n=5 и р=р1=7, р2=0

                                  Wш=3*5-2*7=1.

                             К=7-5=2

                            Wш=7+2*0-3*2=1

1.10 Определение подвижности сложного механизма

                             Wсм=Wш-(K3-1),                

где К3 - звено присоединения

Wсм=Wш-(1-1)=1.

1.11 Анализ структурной математической модели исследуемого механизма

Проверка соответствия  механизма структурной математической модели

Механизм имеет:

-  Семь (р=7) одноподвижных (р1=7) кинематических пар;

-  Пять  (п=5) подвижных звеньев, из которых одно (п3=1) базовое (Т=3) трёхвершинное (t=3) и четыре (п=4) двухвершинных (t=2);

-  Три присоединения к сиойке (S=3);

-  Звеньев закрепления нет (Z=0).

 

Уравнения структурной математической модели превратились в тождества, значит, исследуемое устройство имеет правильную структуру и является механизмом.

1.12 Структурный анализ механизмов с использованием структурной математической модели

1.12.1 Определение структурных групп Ассура

В механизме компрессора выделяются две структурные группы

         1.12.2 Анализ выделенных структурных групп

выделенные структурные группы подобны по видовому и количественному составу звеньев и кинематических пар. Структурная группа 1 имеет :

-  два подвижных звена (п1'=2), причём одно звено двухвершинное (t=2), другое звено трёхвершинное (t=3) , базовое звено 3 имеет три вершины (Т=3)

-  четыре (р=4) одноподвижные кинематические пары, из которых три внешние (S'=3)

проверим соответствие выделенной структурной группы её математической модели (П=3)

 

(1.5)

 

    Структурная группа 2 (4-5) имеет:

-  два неподвижных звена(п2'=2), оба звена двухвершинные (t=2);

-  три (р=3) одноподвижных (р1=3) кинематические пары, из которых две (S'=2) внешние.

(1.6)

 

Анализ полученных выражений показывает, что выделенные кинаматические цепи являются структурными группами Ассура.

1.13 Классификация структурных групп по И. И. Артоболевскому

Таблица 1.3 - Классификация структурных групп

1.14 Определение класса сложного механизма

Механизм гидропульсационной машины образован путём последовательного присоединения двух групп Ассура 2- го класса 2- го порядка к механизму первого класса, следовательно, я вляется механизмом 2- го класса.

2 Кинематический анализ механизма.

  2.1 Определение крайних положений механизма

а) крайнее нижнее (начало рабочего хода)- звенья ОА и АВ лежат на одной прямой.                                                                                                       

                                                                  OBн=АВ-ОА=0,23 м;

OC=0.35 м;

BC=0.36 м.

       Записывают теорему косинусов для треугольника OBC

 

(2.1)

                       где:  

Из формулы (2.1) определяют начальный угол механизма

 

(2.2)