Бір цилиндрлі қозғалтқыштар

Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 25 бет
Таңдаулыға:

1
1
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
Қ.И.СӘТБАЕВ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ ТЕХНИКАЛЫҚ ЗЕРТТЕУ УНИВЕРСИТЕТІ

Ә. Бүркітбаев атындағы Өнеркәсіпті Автоматтандыру және Цифрлау Институты Өнеркәсіптік Инженерия Кафедрасы

Жұмағазы Мәдияр Асқарұлы

CADCAMCAE иінді білік бөлігінің дизайны

Дипломдық жобаға
ТҮСІНІКТЕМЕЛІК ЖАЗБА

5В071200 - Машина жасау

2
2
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
Қ.И.СӘТБАЕВ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ ТЕХНИКАЛЫҚ ЗЕРТТЕУ УНИВЕРСИТЕТІ

Ә. Бүркітбаев атындағы Өнеркәсіпті Автоматтандыру және Цифрлау Институты Өнеркәсіптік Инженерия Кафедрасы

ҚОРҒАУҒА ЖІБЕРІЛДІ
Кафедра меңгерушісі
PhD д-ф, қауым. профессор
Исаметова М.Е.
2022 ж.

Дипломдық жобаға
ТҮСІНІКТЕМЕЛІК ЖАЗБА

Тақырыбы: CADCAMCAE иінді білік бөлігінің дизайны

5В071200 - Машина жасау

Орындаған Жұмағазы Мәдияр Асқарұлы

Ғылыми жетекші,
PhD д-ф, қауым. профессор
Әлімбетов А.Б.
2022 ж.

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

Қ.И.СӘТБАЕВ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ ТЕХНИКАЛЫҚ ЗЕРТТЕУ УНИВЕРСИТЕТІ

Ә. Бүркітбаев атындағы Өнеркәсіпті Автоматтандыру және Цифрлау Институты Өнеркәсіптік Инженерия Кафедрасы
5В071200 - Машина жасау

БЕКІТЕМІН
Кафедра меңгерушісі
PhD д-ф, қауым. профессор
Исаметова М.Е.
2022 ж.

Дипломдық жоба орындауға ТАПСЫРМА

Білім алушы Жұмағазы Мәдияр Асқарұлы
Тақырыбы CADCAMCAE иінді білік бөлігінің дизайны
Университет ректорының 20 ж. № бұйрығымен бекітілген.
Аяқталған жұмысты тапсыру мерзімі 20 ж.
Дипломдық жобаның бастапқы берістері АЖЖ жүйесінде иінді білікті жобалау
Дипломдық жобада қарастырылатын мәселелер тізімі
а) Иінді білік туралы жалпы мәліметтер
б) Бұйымның 3Д моделін жобалу
в) АЖЖ жүйесін қолдана отырып жүктемеге әсерін бақылау
Ұсынылған негізгі әдебиет: 10 атау

Дипломдық жобаны дайындау
КЕСТЕСІ

Бөлімдер атауы, қарастырылатын мәліметтер тізімі
Ғылыми жетекші мен кеңесшілерге көрсету мерзімдері

Ескерту
Кіріспе. Иінді білік туралы жалпы мәліметтер

3D модел жасау

АЖЖ жүйесінде шектік элементтер әдісін пайдаланып есептеу

Нәтижелерді анализдеу

Дипломдық жоба бөлімдерінің кеңесші лері мен норма бақылаушының аяқталған жобаға қойған қолтаңбалары

Бөлімдер атауы
Кеңесшілер, аты, әкесінің аты, тегі
(ғылыми дәрежесі, атағы)
Қол қойылған күні

Қолы
Норма бақылау

Ғылыми жетекші Әлімбетов А.Б.

Тапсырманы орындауға алған білім алушы Жұмағазы М. А.

Күні 2022 ж.
АҢДАТПА

Иінді білік - поршеньнің кері қозғалысын айналмалы қозғалысқа түрлендіру үшін қолданылатын қозғалтқыштың маңызды құрамдас бөлігі. Қозғалтқыштың қалыпты жұмыс істеуі үшін иінді біліктің жүктеме кезінде істен шықпауын қамтамасыз ету қажет. Біз Solidworks бағдарламасын иінді біліктің 3 өлшемді моделін жасау үшін қолдандық, ол кейіннен ANSYS-ке импортталды, онда тор жасалып, күштер қолданылды. Бұл жұмыста бір цилиндрлі 4 тактілі дизельді қозғалтқыштың иінді білігінде статикалық модельдеу жүргізіледі. Шекті элементтерді талдау (FEA) иінді біліктің маңызды орындарында кернеу шамасының өзгеруін алу үшін орындалады.

АННОТАЦИЯ

Коленчатый вал является важным компонентом двигателя, который используется для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение. Для бесперебойной работы двигателя необходимо убедиться, что коленчатый вал не выходит из строя под нагрузкой. Мы использовали Solidworks для создания трехмерной модели коленчатого вала, которая затем была импортирована в ANSYS, где была создана сетка и применены усилия. В данной работе проводится статическое моделирование коленчатого вала одноцилиндрового 4-тактного дизельного двигателя. Анализ методом конечных элементов (FEA) выполняется для получения изменения величины напряжений в критических местах коленчатого вала.

ANNOTATION

Crankshaft is an important component of the engine that is used for converting the reciprocating motion of the piston to rotary motion. It is necessary to ensure that the crankshaft doesn't fail under load for the smooth functioning of the engine. We used Solidworks for creating the 3-d model of the crankshaft, which was then imported to ANSYS, where mesh was created, and forces were applied. In this paper a static simulation is conducted on a crankshaft from a single cylinder 4- stroke diesel engine.

МАЗМҰНЫ

КІРІСПЕ
7
1 Жалпы бөлім
8
1.1 Иінді білік туралы жалпы мәліметтер
8
1.2 Иінді біліктің құрылымы
10
2 Материалдар және өндірістік процесстер
12
2.1 Болат иінді біліктер
12
2.2 Шойын иінді біліктер
14
2.3 Соғу және құю процесстерін салыстыру
16
3 Технологиялық бөлім
18
3.1 САD бағдарламалық жасақтамасын қолдана отырып иінді білікті жобалау
18
3.2 Материал таңдау
18
3.3 Қойылатын шарттар
21
3.4 Статикалық талдау процесі
22
4 Нәтижелер мен талқыулар
25
4.1 Нәтижелер
25
ҚОРЫТЫНДЫ
34
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
35
Қосымша
36

КІРІСПЕ

Иінді білік-кез-келген қозғалтқыштың маңызды бөліктерінің бірі. Бұл автомобильдің әр моделі үшін қатаң жеке және жұмыс барысында белгілі бір қозғалтқышқа сүйенеді.
Иінді білік - қозғалтқыш цилиндрлеріндегі жану газдарының энергиясын механикалық энергияға айналдыратын иінді механизмнің бөлігі болып табылатын автомобиль қозғалтқышының негізгі элементі. Иінді біліктің негізгі міндеті-қозғалтқыш поршеньдерінің өзара қозғалысын қозғалтқыш доңғалақтарына беріліс арқылы берілетін моментке айналдыру.
Иінді біліктің негізгі техникалық сипаттамаларының бірі, бүкіл қозғалтқыш сияқты, иінді радиус болып табылады. Бұл негізгі мойындардың осьтерінен (иінді білік цилиндр блогында айналатын мойын) байланыстырушы өзектердің осьтеріне дейінгі қашықтық (байланыстырушы өзектің үлкен басының ішінде айналатын мойын). Иінді қисықтың екі еселенген радиусы-цилиндрлердің көлемін анықтайтын поршень соққысының ұзындығы. Егер сіз иінді радиустың ұзындығын өзгермейтін цилиндр диаметрімен өзгертсеңіз, бұл цилиндрлер көлемінің өзгеруіне әкеледі. Бұл тәуелділік көбінесе бүкіл қозғалтқыштың техникалық сипаттамаларын белгілі бір бағытта өзгерту үшін қолданылады. Поршень соққысының ұзындығы мен цилиндр диаметрінің арақатынасын таңдай отырып, қозғалтқышты ұзын (поршень соққысы цилиндр диаметрінен асады) немесе қысқа (цилиндр диаметрі поршень соққысынан үлкен) жасауға болады. Қысқа жылдамдықты қозғалтқыштар айналу жылдамдығын арттыру арқылы қуатты арттыруға мүмкіндік береді. Ал ұзақ жұмыс істейтін қозғалтқыштар үнемді және төмен жылдамдықта жоғары моментті қамтамасыз етеді. Иінді біліктің параметрлері өзгерген кезде қозғалтқыштың барлық параметрлері өзгереді, сондықтан сіз өзіңіздің көлігіңізді баптаған кезде өте мұқият болуыңыз керек, өйткені техникалық сипаттамалар көбінесе жақсы жаққа өзгермейді.
Сондықтан иінді білікті алдын-ала жобалап,жұмыс мүмкіншілігін анықтап алған технологиялық артықшылықтар береді.Бұл дипломдық жұмыста иінді білікті жобалайтын боламыз.

1 Жалпы бөлім

0.1 Иінді білік туралы алпы мәліметтер

Иінді білік іштен жану қозғалтқышының ең маңызды қозғалмалы бөліктерінің бірі болып табылады және ол қозғалтқыштың күрделі геометриясы бар үлкен компонент болып табылады. Жалпы ол поршеньдің кері қозғалысын түзу сызықты және айналмалы қозғалысқа және керісінше төрт буынды механизммен түрлендіреді [3]. Иінді біліктің ең көп қолданылатын түрі автомобиль қозғалтқышында. Дегенмен, иінді біліктің көптеген басқа қолданбалары бар, олар кішкентай бір цилиндрлі шөп шабатын қозғалтқыштардан өте үлкен көп цилиндрлі иінді біліктеріне дейін және олардың арасындағы барлық нәрселерді қамтиды [2]. Иінді білік подшипник ретіндегі цилиндрлерден, иінді торлар ретіндегі пластиналар мен иінді түйреуіштерден тұрады. Иінді біліктің негізгі бөліктері 1.1-суретте көрсетілген.

1.1 Сурет - Иінді біліктің құрылымы
Иінді білік газдың жануынан үлкен күштерді алады. Бұл күш поршеньдің жоғарғы бөлігіне қолданылады және шатун поршеньді иінді білікке байланыстыратындықтан, күш иінді білікке беріледі. Ол күшті иілу күшін шамадан тыс иілусіз қабылдауға жеткілікті күшті болуы керек, сондықтан ішкі жану қозғалтқышының сенімділігі мен қызмет ету мерзімі негізінен иінді біліктің беріктігіне байланысты. Иінді біліктің геометриясының өзгеруі мойынтіректердің иінді ілмектерге жалғанған жерлерінде кернеу концентрациясын тудырады. Бұған қоса, бұл құрамдас қызмет ету мерзімінде иілу және бұралу жүктемесін бастан кешіреді. Демек, иінді біліктің қызмет ету мерзімі ішінде ең маңызды кернеулерді бастан кешіретін жерлері иінді бөліктің аймақтары болып табылады [8]. Иінді біліктің түрі иінді білік санына байланысты. Иінді түйреуіштердің саны қозғалтқыштың түріне және цилиндрлер санына байланысты. Бір цилиндрлі қозғалтқышта тек бір иінді түйреуіш және екі тор болады. Егер қозғалтқыш түзу қозғалтқыш болса, көп цилиндрлі қозғалтқыштарда бір поршеньге бір иінді түйреуіш болады, яғни барлық цилиндрлер бір сызықта болады. Қозғалтқыш V-тәрізді қозғалтқыш болса, иінді біліктің екі жағындағы цилиндрлердің бір банкі, екі поршень бірдей иінді түйреуішке бекітіледі. Әдетте иінді білік иінді лақтырулар немесе жай ғана лақтырулар саны бойынша жіктеледі, бұл жай екі тор мен иінді түйреуіштің тіркесімін білдіреді.
Бір цилиндрлі қозғалтқыш ішкі жану қозғалтқышының негізгі поршенді қозғалтқыш конфигурациясы болып табылады. Оның тек бір иінді түйреуіш және екі торы бар. Көп цилиндрлі қозғалтқыштарда бір поршеньге бір иінді болады. Ол мотоциклдерде, мотороллерлерде жиі кездеседі және портативті құралдар мен бақша машиналарында көп қолданылады. Ол автомобильдер мен тракторларда қолданылған.Бір цилиндрлі қозғалтқыштар құрылысы жағынан қарапайым, жинақы және үнемді. Олар тудыратын діріл көптеген қолданбаларда қолайлы. Нәтижесінде бұл қозғалтқыштар ауылдық жерлерде су айдау және шөп шабу үшін маңызды қосалқы ауыл шаруашылығы құралы болып табылады.

1.2 Сурет - Бір цилиндрлі дизельді қозғалтқышпен басқарылатын қосалқы ауылшаруашылық көлігінің үш мысалы [9]

1.3 сурет - Бір цилиндрлі қозғалтқыштар

1.4 Сурет - Бір цилиндрлі қозғалтқыштардың иінді білігі
Иінді біліктерді жасау үшін бірнеше түрлі материал нұсқалары бар, олардың ең негізгісі болат пен темір. Иінді біліктерді соғу, құю және дайындама арқылы өңдеуге болады. [3]

1.5 Сурет - Иінді білікті өндіру әдісі

1.2 Иінді біліктің құрылымы
Иінді біліктің күрделі дизайны арнайы щектермен жалғанған бір осьте орналасқан тізе - байланыстырушы өзектер түрінде ұсынылған. Бұл жағдайда тізелер саны цилиндрлердің санына, пішініне және орналасуына, сондай-ақ автомобиль қозғалтқышының жылдамдығына байланысты. Байланыстырушы шыбықтардың көмегімен мойындар аудармалы-қайтарымды қозғалыстар жасайтын поршеньдерге қосылады..
Негізгі мойындардың орналасуына байланысты иінді білік келесідей бөлінуі мүмкін:
oo толық тірек-негізгі мойындар байланыстырушы өзек мойнының екі жағында орналасқан кезде;
oo толық емес-негізгі мойындар байланыстырушы өзек мойнының бір жағында ғана орналасқан кезде.
Қазіргі заманғы автомобиль қозғалтқыштарының көпшілігінде толық иінді біліктер қолданылады.
Сонымен, иінді біліктің негізгі элементтері:
oo Негізгі мойын (шейка) - қозғалтқыштың иінді корпусында орналасқан негізгі мойынтіректе орналасқан білік тірегі.
oo Шатундық мойын (шейка) - иінді білікті шатундармен байланыстыратын бөлік. Бұл жағдайда шатундық механизмдерді майлау арнайы май арналарының болуына байланысты жүзеге асырылады. Шатундық мойындар, негізгі мойындардан айырмашылығы, әрқашан бүйірлеріне қарай ығыстырылады.
oo Шека - екі түрлі мойындарды біріктіретін бөліктер.
oo Қарсы салмақтар - иінді және шатунның төменгі бөлігінің теңгерілмеген массаларының бірінші ретті орталықтан тепкіш инерция күштерінен негізгі подшипниктерді түсіруді қамтамасыз етеді.
oo Бiлiктiң алдыңғы шығыс бөлiгi (носок) -- газ тарату механизмiн (ГРМ) және әр түрлi көмекшi агрегаттарды, жүйелер мен тораптарды қозғау үшiн тісті доңғалақ немесе қуат алатын шкив орнатылған бiлiктiң бөлiгi.
oo Бiлiктiң артқы шығыс бөлiгi (хвостик) - бұл бiлiктiң маховикке немесе қуатты қабылдағыштың негiзгi бөлiгiнiң массалық берiлiгiне қосылған бөлiгi.

2 Материалдар және өндірістік процестер

Қазіргі уақытта өнеркәсіпте қолданылатын негізгі иінді білікті материал бәсекелестері соғылған болат және шойын болып табылады. Материалдық және өндіріс технологиясы көбінесе бір-бірімен тығыз байланысты. Бұл жағдайда болат біліктерді (ең жоғары беріктік пен қаттылыққа жету үшін) соғу арқылы, шойыннан (материалды соғуға болмайды) - құю арқылы алады. Бұл материалдардың өнімділігін статикалық, циклдік және соққы жүктемелерімен салыстыру автомобиль өнеркәсібінің үлкен қызығушылығын тудырады.

2.1 Болат иінді біліктері

Иінді біліктерді көміртекті, хромды-марганецті, хромды-никельді-молибденді және басқа да болаттардан, сондай-ақ беріктігі жоғары арнайы шойындардан жасайды. Болат маркалары 45, 45Х, 45Г2, 50Г, ал дизельдік қозғалтқыштардың ауыр жүктелген иінді біліктері үшін - 40ХНМА, 18ХНВА және т.б. қолданылады [2]. Болат біліктердің артықшылығы ең жоғары беріктікте, азоттау арқылы жоғары қаттылық мойындарын алу мүмкіндігі, шойын біліктері арзанырақ [1].
Болатты таңдау алынатын мойындардың бетінің қаттылығымен анықталады. Шамамен 60 HRC қаттылығын (роликті мойынтіректерді пайдалану үшін қажет) әдетте тек химиялық-термиялық өңдеу (карбюризация, азоттау, цианидтеу) арқылы алуға болады. Бұл мақсаттар үшін, әдетте, төмен көміртекті хром-никель немесе хром-никель-молибденді болаттар (12KhN3A, 18KhNVA, 20KhNMA) қолайлы, ал орташа және үлкен өлшемдегі біліктерге қымбат молибденмен көбірек легирлеу қажет. Дегенмен, соңғы уақытта бұл үшін керннің тұтқырлығын сақтай отырып, жоғары қаттылықты алуға мүмкіндік беретін, реттелетін шыңдалуы бар арзан болаттар қолданылды. Төменгі қаттылық, тегіс мойынтіректердің сенімді жұмыс істеуі үшін жеткілікті, орташа көміртекті болаттар және сұр немесе жоғары берік шойын (45..55 HRC) ретінде HRC-ны қатайту арқылы алуға болады [1].Ірі және жаппай өндірістегі орташа өлшемді болат иінді біліктердің дайындамалары балғаларда немесе престерде жабық штамптарда соғу арқылы жасалады, бұл ретте дайындаманы алу процесі бірнеше операциялардан өтеді. Иінді білікті штамптарда алдын ала және соңғы соғудан кейін жарқылды кескіш престе кеседі және балға астында штампта ыстық түзетеді. Бiлiктiң механикалық берiктiгiне қойылатын жоғары талаптарға байланысты дайындаманы алған кезде материалдың талшықтарының орналасуы олардың кейiнгi өңдеу кезiнде кесiлуiн болдырмау үшiн үлкен маңызға ие. Ол үшін арнайы иілу ағындары бар штамптар қолданылады. Өңдеу алдында штамптаудан кейін білік дайындамалары термиялық өңдеуге - қалыпқа келтіруге, содан кейін пиклинг немесе атқылау арқылы қақтан тазартуға жатады. Үлкен иінді біліктерді, мысалы, теңіз иінді біліктерін, сондай-ақ туннель картері бар қозғалтқыштың иінді біліктерін ажыратуға болады және бір-бірімен болттармен бекітіледі. Иінді біліктерді тек тегіс мойынтіректерде ғана емес, сонымен қатар роликте (шатун және негізгі), шарикті (төмен қуатты қозғалтқыштарда жергілікті) орнатуға болады. Бұл жағдайларда өндіріс дәлдігі де, қаттылық та жоғары талаптарға бағынады. Сондықтан мұндай біліктер әрқашан болаттан жасалған.

2.1 Сурет - Болатты соғу арқылы жасалған иінді біліктің 3Д моделі мен дайын бұйымы

2.2 Сурет - Өлшемдері көрсетілген болат иінді біліктің сызбасы
2.2 Шойын иінді біліктер

Құйылған иінді біліктерді әдетте магниймен модификацияланған иілгіш шойыннан жасайды. Дәл құйылған (қабық қалыптардағы) біліктердің соғылған біліктерге қарағанда бірқатар артықшылықтары бар, оның ішінде металды пайдаланудың жоғары ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.