Учреждение образования «БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Тема:

"Водяной насос"

Минск 2007

Введение

Создание современной машины требует от конструктора всестороннего анализа проекта. Расходы на изготовление и эксплуатацию должны быть минимальными, но обеспечивающими достижениезаданных параметров. Из допустимого множества решений конструктор выбирает компромиссное решение с определенным набором параметров и проводит сравнительную оценку различных вариантов. Выделяют главные критерии, а вспомогательные показатели используют как ограничения, накладываемые на элементы решения. Единой системой конструкторской документации (ЕСКД) установлено 5 стадий разработки документации на изделия всех отраслей промышленности: техническое задание, техническое предложение, эскизный проект, технический проект и разработка рабочей документации.

Основная цель курсового проектирования – привить навыки использования общих методов проектирования и исследования механизмов для создания конкретных машин и приборов разнообразного назначения. Курсовое проектирование ставит задачи усвоения студентами определенных методик и навыков работы по направлениям:

– оценка соответствия структурной схемы механизма основным условиям работы механизма или прибора

– проектирование структурной и кинематической схемы рычажного механизма по заданным основным и дополнительным условиям

– анализу режима движения механизма при действии заданных сил

– учет сил трения в кинематических парах и определение коэффициента полезного действия

– проектирование зубчатых рядовых и планетарных механизмов

– расчет оптимальной геометрии зубчатых зацеплений выходного звена

– разработка циклограмм и тактограмм для систем управления механизмами

– определение мощности и выбор типа движения.

Задание на курсовое проектирование содержит название темы проекта, краткое описание назначения машины или прибора и функции их исполнительных органов и элементов, схемы согласованности перемещений исполнительных органов, исходные данные.

1. Динамический синтез рычажного механизма

1.1 Задачи и методы динамического синтеза и анализа машинного агрегата

Насос: Процессы в водяных насосах осуществляются за период одного оборота кривошипа.

Принципы работы водяного насоса.

Одноцилиндровый поршневой насос предназначен для перекачивания жидкости. Движение от электродвигателя передается кривошипу через планетарный редуктор и зубчатую передачу. Преобразование вращательного движения кривошипа в возвратно-поступательное движение поршня осуществляется трехзвенным рычажным кулисным механизмом, состоящим из кривошипа, шатуна и ползуна (поршня). Всасывание жидкости в цилиндр происходит через впускной клапан во время хода поршня вверх при давлении ниже атмосферного. Нагнетание жидкости происходит через выпускной клапан при ходе поршня вниз. Смазывание механизмов насоса осуществляется плунжерным масляным насосом кулачкового типа. Кулачек закрепленный на одном валу с зубчатым колесом приводит в движение толкатель. Равномерное движение обеспечивает маховик.

Таблица 1.1 – исходные данные

параметр	значение	единица измерения
nk	300	об/мин
H	115	мм
l	0.22	-
Pmax	0.8	MПa
d	0.09	-
q	30	кг/м
d	230	мм
ε	0.2	-

Массы звеньев:

;

Моменты инерции:

;

1.2 Структурный анализ механизма

1.2.1 Перечень звеньев механизма

1. – кривошип; 2. – шатун; 3 – ползун.

1.2.2 Перечень кинематических пар

0–1 – кинематическая пара 5-го класса, вращательная;

1–2 – кинематическая пара 5-го класса, вращательная;

2–3 – кинематическая пара 5-го класса, вращательная;

3–0 – кинематическая пара 5-го класса, поступательная;

1.3 Определение степени подвижности механизма

Степень подвижности механизма определим по уравнению Чебышева

где

– количество движущихся звеньев механизма;

Для механизма, что исследуется,

=3, кинематических пар 5-го класса

=4, кинематические пары 4-го класса отсутствуют.

Имеем: W=3×3–2×4=1.

Для работы механизму необходима только одно ведущее звено, так как степень подвижности равна единице.

1.4 Определение недостающих размеров

1.4.1 Определение длины

Определим длину l₁ и l₂, которые находятся из следующего неравенства:

(1)
;

;

из формулы (1)

;

1.4.2 Определяем угловую скорость

1.4.3 Определим массы звеньев

1.5 Описание определения кинематических характеристик рычажного механизма

В левой части чертежа строим планы положений механизма. За начальное положение механизма принимаем положение, когда кривошип и шатун находятся в мертвом положении (вытянуты в одну линию). Затем строим 12 равноотстоящих положений входного звена (кривошипа АВ). Для выполнения построений планов положений механизма предварительно определяем масштабный коэффициент длины.

-действительная длина звена АВ, м

АВ – отображающий ее отрезок на чертеже, мм

Принимаем АВ=60 мм.

;

Планы скоростей

Для построения планов скоростей воспользуемся векторными уравнениями для построения планов скоростей.

(м/с)

Введем масштабный коэффициент скорости

(м/мм*с)

pb = v_b/ μ_v=

=71,6мм

Вектор скорости точки В перпендикулярен звену АВ, вектор скорости точки С направлен по направлению движения поршня 3, вектор скорости точки С относительно точки В перпендикулярен звену ВС.

Для построения отрезкаps₂, изображающего вектор скорости центра масс S₂, воспользуемся теоремой подобия:

;

Измеряем на планах скоростей длины соответствующих векторов и полученные значения записываем в таблицу 1.2.

Таблица 1.2

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
pc, мм	0	42,9	69,6	72,2	55	28,1	1,1	29,8	55,2	71	68,3	42,4
bc, мм	71,6	63,9	39	2,6	34,5	61,4	71,6	63,3	38,4	2,6	33,9	60,8
ps₂, мм	46,5	55,1	68,4	71,8	64,2	52,4	46,6	52,3	63,7	71,4	68,5	55,9

1.6 Построение диаграмм

Вычерчиваем заданную индикаторную диаграмму, под линией движения ползуна. Масштабный коэффициент длин принимаем таким же как и для планов перемещений

Водяной насос (стр. 1 из 5)