Расчет клапанных пружин

Белорусский национальный технический университет Кафедра ТЭА ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА к курсовому проекту по дисциплине «Информатика»

Тема: Расчет Клапанных пружин Минск 2008

• Введение
• 1. Постановка задачи.
• 2. Математическое описание
• 3. Нормативно-справочные данные
• 4. Блок-схема и программа
• 5. Результаты расчета
• 6. Инструкция пользователя
• 7. Выводы и предложения
• Список использованной литературы

В настоящее время ЭВМ широко используется почти во всех отраслях промышленности, а также и в области машиностроения, автомобилестроения и эксплуатации автомобильного транспорта. С помощью ЭВМ производятся проектирование новых моделей автомобилей, улучшение технических характеристик уже существующих моделей и другие операции, связанные с их производством и эксплуатацией.

Информационные технологии находят широкое применение при проектировании, отладке, производстве и эксплуатации программных средств, в таких областях, как машиностроение, приборостроение, металлургия, энергетика. Автоматизированные промышленные системы выполняют многочисленные функции управления процессами моделирования и анализа ситуаций, прогнозирования событий, принятия решений и планирования действий в сфере производства.

Применение средств вычислительной техники в области технической эксплуатации автомобилей способствует развитию навыков в моделировании различных технологических, конструкторских и исследовательских задач.

Данная курсовая работа описывает алгоритм расчета клапанных пружин.

К ним предъявляют следующие требования: 1) клапанная пружина должна обеспечивать плотную посадку клапана в седло и невозможность самопроизвольного открытия выпускного клапана; 2) клапанная пружина не должна допускать отрыва клапана от толкателя во время их движения с отрицательным ускорением; 3) размеры и форма клапанной пружины должны обеспечивать отсутствие ее вибраций на рабочих режимах. Материалом для клапанных пружин служит высококачественная проволока, изготовляемая из сталей 65 Г, 50ХВА, 50ХФА и др. Для повышения усталостной прочности клапанные пружины подвергают специальной обработке — обдуву стальной дробью. Предохранение пружин от коррозии достигается их оксидированием, оцинковыванием, покрытием лаками и эмалями и т. д.

1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

В данной курсовой работе необходимо составить алгоритм расчета клапанных пружин. Это является главной задачей курсовой работы.

Целью расчета клапанной пружины является определение:

— усилие создаваемое пружиной (Pпр1);

— усилие создаваемое пружиной при движении клапана с отрицательным

ускорением (Pпр2);

— диаметр пружины (Dпр);

— напряжение скручивания (?к);

— напряжение (?);

— высота пружины (L0);

— число свободных колебаний (?);

Также задачей курсовой работы является написание расчетно-пояснительной записки, в которой будут описаны следующие разделы:

введение

;

постановка задачи;

математическое описание;

блок схема и программа;

результаты расчета;

инструкция пользователя;

выводы и предложения;

2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ

Определяем усилие развиваемое пружиной:

(2.1)

где Pa — сила разряжения, действующая на клапан в процессе впуска.

Определяем усилие создаваемое пружиной при движении клапана с отрицательным ускорением:

(2.2)

где — отрицательная сила инерции масс поступательно движущихся деталей.

Определяем диаметр пружины:

(2.3)

где d — диаметр горловины клапана.

Определяем напряжение скручивания в пружине:

(2.4)

где — момент, скручивающий проволоку:

; (2.5)

— полярный момент сопротивления сечения круглой проволоки:

; (2.6)

Определяем напряжение сигма:

(2.7)

Определяем высоту пружины в собранном состоянии:

(2.8)

где — число витков пружины,

— зазор между витками пружины: .

Определяем число свободных колебаний клапанной пружины:

(2.9)

где — число рабочих витков пружины.

3. НОРМАТИВНО СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ

Для расчета клапанной пружины используем следующие параметры:

Количество витков пружины (n0) выбирается из диапазона: 8?14.

Число колебаний пружин:

4. БЛОК-СХЕМА И ПРОГРАММА

4.1 Блок-схема основной программы

4.2 Процедура расчета:

program Ivanov;

uses crt;

var Ft: text;

Procedure Titylnik;

Label M1;

var x, j: word; ch: char;

begin

HighVideo;

J:=3; x:=50 000;

TextMode (3);

TextColor (j);

Delay (x);

Gotoxy (13,2);

writeln ('Белорусский национальный технический университет');

Delay (x);

Gotoxy (33,3);

writeln ('Кафедра ТЭА');

Delay (x);

Gotoxy (31,9);

writeln ('КУРСОВАЯ РАБОТА');

Delay (x);

Gotoxy (25,10);

writeln ('по дисциплине «Информатика» ');

Delay (x);

Gotoxy (22,12);

writeln ('Тема: Расчет клапанных пружин ');

Delay (x);

Gotoxy (12,17);

writeln ('Исполнитель ХХХХХХ Х.Х.');

Delay (x);

Gotoxy (12,18);

writeln ('Студент 2-го курса группы ХХХХХХХХ ');

Delay (x);

Gotoxy (12,21);

writeln ('Руководитель Сай А. С. ');

Delay (x);

Gotoxy (37,24);

writeln ('2008');

Delay (x);

Gotoxy (21,25);

write ('для продолжения нажмите любую клавишу');

M1:while not KeyPressed=True do

goto M1;

ch:=readkey;

end;

procedure raschet;

Label M1, M2,M3,M4,M5,M6,M7,M8,1,2;

var Pa, Pj, D, h, Pp, Sigma, Sigmaras, Ppr1, Ppr2:real;

Z1,Z2,Z3,n0,n1,Dpr, Tay, My, L0: real;

begin

assign (Ft,'Prujina.txt');

rewrite (Ft);

randomize;

Z1:=random (2)/10+1.3;

Z2:=random (5)/100+1.05;

Z3:=random (2)/10+0.7;

M1:Write ('Введите значение силы разряжения Ра= ');

readln (Pa);

if PA<=0 then begin Writeln ('Неправильный параметр');

Goto M1; end;

M2:Write ('Введите значение отридцательных сил инерции Рjразн= ');

readln (Pj);

if Pj<=0 then begin Writeln ('Неправильный параметр');

Goto M2; end;

M3:Write ('Введите диаметр горловины клапана d= ');

readln (d);

if d<=0 then begin Writeln ('Неправильный параметр');

Goto M3; end;

M4:Write ('Введите расстояние между витками h= ');

readln (h);

if h<=0 then begin Writeln ('Неправильный параметр');

Goto M4; end;

M5:Write ('Введите максимальную силу приложенную к пружине Рп= ');

readln (Pp);

if Pp<=0 then begin Writeln ('Неправильный параметр');

Goto M5; end;

M6:Write ('Введите диаметр проволоки пружины Sigma= ');

readln (Sigma);

if Sigma<=0 then begin Writeln ('Неправильный параметр');

Goto M6; end;

M7:Write ('Введите общее число витков (8−14) no= ');

readln (n0);

if (n0<8) or (n0>14) then begin Writeln ('Неправильный параметр');

Goto M7; end;

M8:Write ('Введите число рабочих витков пружины n1= ');

readln (n1);

if (n1<=0) or (n1>n0) then begin Writeln ('Неправильный параметр');

Goto M8; end;

Ppr1:=Z1*Pa;

Ppr2:=Z2*Pj;

Dpr:=Z3*d;

TAY:=(Pp*(Dpr/2))/(3.14*Sigma*sqr (Sigma)/16);

Sigmaras:=1.365*exp ((1/3)*Ln (Pp*Dpr/TAY));

L0:=Sigmaras*n0+0.3*Sigmaras*(n0−1)+h;

My:=2.148*1 000 000*(Sigmaras/(sqr (Dpr)*n1));

clrscr;

gotoxy (20,1);

Writeln ('РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА');

Writeln ('Усилие развиваемое пружиной Pпр1= ', Ppr1:1:2);

Writeln ('Усилие развиваемое пружиной при движении клапана с отридцательным ускорением Pпр2= ', Ppr2:1:2);

Writeln ('Диаметр пружины Dпр= ', Dpr:5:2);

Writeln ('Напряжение скручивания Tay= ', Tay:5:2);

Writeln (' Sigma= ', Sigmaras:5:2);

Writeln ('Высота пружины Lo= ', L0:5:2);

Writeln ('Число свободных колебаний М= ', My:2:2);

gotoxy (20,1);

Writeln (Ft,'РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА');

Writeln (Ft,'Усилие развиваемое пружиной Pпр1= ', Ppr1:1:2);

Writeln (Ft,'Усилие развиваемое пружиной при движении клапана с отридцательным ускорением Pпр2= ', Ppr2:1:2);

Writeln (Ft,'Диаметр пружины Dпр= ', Dpr:5:2);

Writeln (Ft,'Напряжение скручивания Tay= ', Tay:5:2);

Writeln (Ft,' Sigma= ', Sigmaras:5:2);

Writeln (Ft,'Высота пружины Lo= ', L0:5:2);

Writeln (Ft,'Число свободных колебаний М= ', My:2:2);

close (Ft);

textColor (10);

gotoxy (21,25);

write ('для продолжения нажмите любую клавишу');

2:while not KeyPressed=True do

goto 2;

end;

begin

clrscr;

titylnik;

clrscr;

raschet;

end.

5. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА Усилие развиваемое пружиной Pпр1= 10 400.00

Усилие развиваемое пружиной при движении клапана с отридцательным ускорением Pпр2= 52.50

Диаметр пружины Dпр= 40.00

Напряжение скручивания Tay= 65.22

Sigma= 5.00

Высота пружины Lo= 66.97

Число свободных колебаний М= 8385.7

моделирование алгоритм клапанный пружина

6. ИНСТРУКЦИЯ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ Данная программа предназначена для расчета клапанной пружины.

Для запуска программы необходимо загрузить Turbo Pasсal, открыть файл «Pujina.pas», и запустить программу.

Здесь нужно ввести необходимые для расчета данные, при этом будут появляться соответствующие запросы. После введения необходимых данных нужно нажать ENTER.

После введения всех данных и нажатия клавиши, результаты расчета будут выведены в текстовый файл.

При нажатии клавиши «ENTER», пользователь может продолжить расчет; при нажатии клавиши «ESC» программа завершит работу и выйдет в Turbo Pasсal.

Программа выполняется столько раз, сколько необходимо пользователю.

Для просмотра результатов необходимо в том же каталоге, где находится сама программа найти файл результатов с введенным ранее именем и нажать «F4».

7. ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ В ходе выполнения курсовой работы мною было изучено программирование в среде Turbo Pasсal.

Программа предназначена для расчета клапанной пружины.

Результаты вычислений программы выводятся в текстовый файл, что позволяет их просмотреть, сохранить, распечатать и использовать для дальнейших расчетов. Использование возможно на автомобилестроительных и машиностроительных предприятиях, связанных с расчетом пружин, для снижения трудоемкости этих работ, экономии времени на их выполнение.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Вальвачев А. Н. Крисевич В.С. Программирование на языке Паскаль для персональных ЭВМ ЕС.- Мн.: Вышэйшая школа, 1989

2. Фаронов В. В. Турбо Паскаль 7.0 Учебное пособие.-М.: Нолидж, 1999

3. Форсайт Р. Паскаль для всех-М.: Машинострение, 1987

4. Попык К. Г., Автомобильные и тракторные двигатели. — М., 1980.