Курсовой проект - Проектирование и исследование двухступенчатого воздушного компрессора

Содержание 
Введение
Техническое задание 
Исходные данные 
1. Определение закона движения механизма
1.1. Определение размеров механизма  
1.2. Определение требуемых передаточных функций скоростей 
1.2.1Определение функций положения 
1.2.2. Определение аналогов скоростей 
1.3. Построение индикаторной диаграммы и графиков сил, действующих на поршни 
1.4. Выбор динамической модели механизма 
1.5.Построение графиков приведенных моментов  и графика суммарного приведенного  момента 
1.6. Построение графика суммарной работы, построение графиков  переменных приведенных моментов инерции  II группы звеньев и графика их суммы 
1.7. Переход от графика суммарной работы к графику кинетической энергии всего механизма; переход от графика приведенного суммарного момента инерции II группы звеньев к приближенному графику кинетической энергии этой же группы звеньев; построение графика  кинетической энергии I группы звеньев 
1.8. Определение необходимого момента инерции маховых масс, момента инерции дополнительной маховой массы и размеров маховика 
1.9. Переход от графика  к приближенному графику  угловой скорости начального звена   
1.10. Построение графика угловой скорости 
1.11 Вывод 
2. Силовой расчёт механизма
2.1. Исходные данные для силового расчёта 
2.2. Построение схемы механизма. 
2.3. Определение скоростей точек механизма 
2.4. Определение ускорений точек механизма 
2.5. Определение главных векторов и главных моментов сил инерции 
2.6. Группа звеньев 4-5: 
2.7. Группа звеньев 2-3: 
2.8. Звено 1 
2.9. Относительная погрешность вычислений 
2.10 Вывод 
3. Проектирование зубчатых передач             
3.1. Исходные данные 
3.2. Последовательность расчета зубчатой передачи 
3.3 Выбор коэффициентов смещения 
3.4. Качественные показатели работы зубчатой передачи 
3.5. Построение профиля зуба колеса, изготовляемого реечным инструментом 
3.6. Построение проектируемой зубчатой передачи 
3.7. Проектирование планетарного редуктора 
3.7.1. Исходные данные 
3.7.2. Условия, которым должны удовлетворять числа зубьев 
3.7.3.. Выбор числа зубьев колес 
3.7.4. Графическая проверка передаточного отношения редуктора 
3.8 Вывод 
4. Проектирование кулачкового механизма
4.1. Исходные данные 
4.2. Построение кинематических диаграмм и расчет масштабов построения 
4.3. Построение диаграммы 
4.4. Построение области допустимого расположения центра вращения кулачка 
4.5. Выбор положения центра вращения кулачка и определение основных размеров кулачкового механизма 
4.6. Построение центрового и конструктивного профилей кулачка и кинематической схемы кулачкового механизма 
4.7. Построение графика изменения углов давления 
4.8 Вывод 
Заключение 
Используемая литература 
Приложение 1 
Приложение 2 
Приложение 3 
 
В данном курсовом проекте проводится исследование механизмов двухступенчатого воздушного компрессора, в состав которого входят:
1.Электродвигатель
2.Муфта
3.Планетарный однорядный редуктор
4.Основной механизм компрессора, состоящий из двух кривошипно-ползунных механизмов
5.Зубчатая передача
6.Масляный насос кулачкового типа Ключевые слова: кривошипно-ползунный механизм, установившийся режим, маховик, зубчатая передача, кулачковый механизм.
В процессе проектирования можно выделить четыре основных этапа:
1.Проектирование основного механизма компрессора и определение закона его движения.
2.Силовой расчёт основного механизма компрессора с учётом динамических нагрузок.
3.Проектирование кулачкового механизма масляного насоса.
4.Проектирование зубчатой передачи и планетарного редуктора.
При выполнении проекта разрабатывается расчетно-пояснительная записка. Для каждого этапа проектирования в расчетно-пояснительной записке приведены соответствующие расчеты и пояснения. Для более наглядного представления полученных результатов на каждом этапе проектирования выполняется графическая работа, представленная на отдельных листах.

Исходные данные
1 Средняя скорость поршня Vср м/с 4.27
2 Частота вращения вала электродвигателя nэд c-1 48.66
3 Частота вращения вала компрессора n1 c-1 10.16
4 Относительное положение центра масс шатуна 2 lAS2/lAB - 0.35
5 Относительное положение центра масс шатуна 4 lAS4/lAC - 0.35
6 Отношение длины шатуна 2 к длине кривошипа 1 lAB/lOA - 3.5
7 Диаметр цилиндра I ступени dI м 0.25
8 Диаметр цилиндра II ступени dII м 0.15
9 Максимальное давление в цилиндре I ступени PImax МПа 0.235
10 Максимальное давление в цилиндре II ступени PIImax МПа 0.705
11 Масса поршня 3 m3 кг 1.25
12 Масса поршня 5 m5 кг 0.75
13 Масса шатунов 2 и 4 m2=m4 кг 1.0
14 Момент инерции шатуна относительно оси центра масс I2S=I4S кг·м2 0.24
15 Момент инерции ротора электродвигателе Iрэ кг·м2 0.075
16 Момент инерции редуктора и коленчатого вала, приведенный к звену I Iрпр кг·м2 0.65
17 Коэффициент неравномерности вращения коленчатого вала I δ - 0,04
18 Угловая координата для силового расчета (рис. 97б) ϕ1 град 120
19 Угол pабочeгo профиля кулачка δрсб град 150
20 Ход плунжера насоса (толкателя кулачкового механизма), h м 0,019
21 Максимально допустимый угол давления в кулачковом механизме αдоп град 20
22 Эксцентриситет толкателя e м 0,002
23 Отношение величин ускорений толкателя O1/O2 - 1,5
24 Числа зубьев колес 13,14 (рис. 97а) Z14 - 18
                                                                   Z13 - 12
25 Модуль зубчатых колес 13, 14 m мм 4

V-образный двухцилиндровый поршневой компрессор предназначен для сжатия воздуха и подачи его к пневматическим исполнительный уаханизмам. Кривошипно-ползунные механизмы (рис. 97б) 1,2,3 и 1,4,5 обоих цилиндров компрессора одинаковые. Диаметры цилиндров I и II ступени различны. Поршни I и II ступени связаны с помощью шатунов 2 и 4 с коленчатым валом 1. Процессы в цилиндрах протекают при различных значениях максимального давления. (т.е. PIImax≠PImax). Кинематический и рабочий процессы, протекающие в цилиндре и ступени, смещены относительно процессов, протекающих в цилиндре I ступени, на 270°. Полный цикл работы компрессора соответствует одному обороту коленчатого вала. Для обеспечения необходимой равномерности движения на коленчатом валу компрессора устанавливается маховик 6 (рис. 97а).
Механизмы компрессора приводятся в движение электродвигателем 11 (рис. 97а) через муфту 12 и планетарный однорядный редуктор (7,8,9,10). Воздух поступает в цилиндр 1 ступени из атмосферы, пройдя предварительную очистку в фильтре, установленном на входе всасывающей полости. При движении поршня 3 ступени I вниз происходит всасывание воздуха в цилиндр. При движении поршня 3 вверх воздух сжимается до значения P1max и нагнетается в промежуточный ресивер для охлаждения. После охлаждения этот воздух направляется во всасывающую полость цилиндра II ступени, где поршнем 5 сжимается до заданного давления РIImax.