Кинематический и силовой расчёт механизма. Определение осевого момента инерции маховика. Проектирование профиля кулачкового механизма. Проектирование зубчатого зацепления. Проектирование планетарного механизма

Визначаємо привідний момент сили Q для кожного положення механізму:

[pic]

де : Vci – швидкість повзуна в i-тому положенні механізму.

[pic]

2.4 Побудова графіків Мпр=f(?), AQ= f(?), Ap= f(?), ?E= f(?).

Визначаємо масштабний коефіцієнт

[pic]

де : Y2 – відстань на осі ординат, відповідна даному приведеному моменту.

Будуємо вісь координат. По осі абсцис відкладаємо кут повороту

механізму, та прораховуємо аналогічно як в пункті 1.8. З отриманих точок

проводимо промені, на яких відкладаємо приведений момент перерахований в

графічний аналог:

[pic]

З’єднавши отримані точки ми отримуємо графік приведеного моменту від

сил Q, МQ= f(?).

Методом графічного інтегрування графіка приведеного моменту, отримуємо

графік робіт сил Q, AQ= f(?). З’єднавши початок і кінець останнього,

отримуємо графік робіт рушійних сил Aр= f(?). Графічно диференціюючи графік

Aр= f(?), отримуємо графік моментів рушійних сил Мр= f(?).

Згідно з формулою кінетична енергія дорівнює різниці робіт сил Q і

рушійних сил, тобто:

[pic]

На графіку робіт заміряємо різницю між графіками AQ= f(?) та Aр= f(?).

Цю різницю наносимо на відповідні промені системи координат. З’єднавши

отримані точки отримуємо графік зміни кінетичної енергії ?E= f(?).

2.5 Побудова графіка Jпр=f(?).

Проведемо розрахунок для першого положення механізму.

Визначаємо осьовий момент інерції ланок

[pic]

[pic], так як довжина ?3 змінюється, тому для кожного положення його

розраховуємо окремо, а результати заносимо в таблицю № 4.

[pic]

Визначаємо швидкість центрів мас ланок:

[pic]

Аналогічно швидкість центрів мас ланок рахуємо і для інших положень

механізму, результати зараховуємо в таблицю № 3.

Таблиця №3

| |Од. |Положення механізму |

| |вимір.| |

| | |0,8 |1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 |

|Vs3 |м/с |0 |0,72 |1,44 |0 |0,792 |1,224 |1,224 |0,792 |

|Vs4 |м/с |0 |0,72 |1,44 |0 |0,72 |1,008 |1,008 |0,72 |

Визначаємо кінетичну енергію механізму:

[pic]

де: Е1 – кінетична енергія ланки №1;

Е2 – кінетична енергія ланки №2;

Е3 – кінетична енергія ланки №3;

Е4 – кінетична енергія ланки №4;

Е5 – кінетична енергія ланки №5.

[pic]

Визначаємо приведений осьовий момент інерції:

[pic]

Результати розрахунків для інших положень механізму проводимо

аналогічно, а результати заносимо в таблицю №4.

Таблиця №4

| |Од. |Положення механізму |

| |вимір| |

| | |0,8 |1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 |

|J3 |кг·м2|0,4752|0,,475|0,4752|0,4752|0,4752|0,4752|0,4752|0,4752|

| | | |2 | | | | | | |

|E1 |Дж |1,4256|1,4256|1,4256|1,4256|1,4256|1,4256|1,4256|1,4256|

|E2 |Дж |0 |1,3463|1,5132|0 |0,7428|1,7936|1,7936|0,876 |

| | | |9 |3 | |7 | | | |

|E3 |Дж |0 |0,8848|0,8842|0 |0,2219|0,4322|0,3730|0,2225|

| | | |3 |2 | |7 |4 |8 |7 |

|E4 |Дж |0 |1,2110|1,6308|0 |0,3369|0,6604|0,5694|0,3369|

| | | |96 |86 | |6 |4 |6 |6 |

|E5 |Дж |1,9008|5,3426|5,9291|1,9008|3,2026|4,7820|4,6369|1,9107|

| | | |26 |36 | | |8 |4 |3 |

|Eмех |Дж |0,0005|0,0016|0,0018|0,0005|0,0010|0,0014|0,0014|0,0005|

| | |94 |69 |53 |94 |08 |96 |49 |97 |

|Jпр |кг·м2|64 |180 |200 |64 |109 |161 |161 |64 |

|(Jпр)г|мм |0,0043|0,0029|0,0029|0,0043|0,0061|0,0072|0,0072|0,0061|

|р | |86 |84 |84 |86 |15 |78 |78 |15 |

Визначаємо масштабний коефіцієнт:

[pic]

де: Y2 – відстань на осі абсцис відповідаюча даному осьовому моменту.

Перераховуємо усі отримані осьові моменти інерції в графічні аналоги:

[pic]

Будуємо систему координат. По осі ординат відмічаємо кут повороту

механізму, а по осі абсцис на променях проведених з точок кута повороту

проводимо графічні аналоги приведеного осьового моменту. З’єднуємо отримані

точки і отримуємо графік приведеного моменту Jпр=f(?).

2.6 Побудова діаграми енергомас.

Будуємо вісь координат. До цієї вісі проводимо промені з графіка

приведеного осьового моменту Jпр=f(?) і зміни кінетичної енергії ?Е=f(?).

На перетині відповідних променів отримуємо точки з’єднавши які, отримуємо

діаграму енергомас (петля Віттенбауера).

3. Проектування профілю кулачкового механізму.

3.1 Вихідні данні.

Схема кулачкового механізму (мал. 4)

мал. 6).

?п – 90? (фаза підьому штовхача);

?с – 30? (фаза далекого стояння);

?о - 160? (фаза спускання);

? – 85 1/С (кутова швидкість);

? - 35? (кут тиску);

h – 30 мм (хід штовхача).

Аналог прискорення [pic] руху штовхача (мал. 7).

?п ?с

?о

мал. 7).

3.2 Визначення закону руху штовхача.

Будуємо графічний аналог прискорення штовхача [pic]. По осі ординат

відкладаємо аналог прискорення [pic], а по вісі абсцис кут повороту ?.

Визначаємо масштабний коефіцієнт по вісі абсцис:

[pic]

де: Х – довільний відрізок вздовж вісі абсцис.

Цей відрізок розбиваємо на три ділянки Хп, Хс та Хо, пропорційно кутам

повороту ?п, ?с, ?о. Відрізки Хп та Хо розбиваємо на вісім рівних частин.

На відрізку Хп , задаємося амплітудою Yп=95 мм.

Визначаємо амплітуду на відрізку Хn:

[pic]

Згідно вихідних даних будуємо графічний аналог прискорення [pic].

Визначаємо міжполюсну відстань:

[pic]

Методом графічного інтегрування графічного аналога прискорень отримуємо

графічний аналог швидкості.

[pic] графічний аналог швидкості.

Методом графічного інтегрування графічного аналога швидкості отримуємо

графічний аналог переміщень [pic].

Визначаємо масштабний коефіцієнт:

[pic]

Визначаємо дійсні значення переміщень штовхача:

[pic]

де: Sі – переміщення штовхача.

3.3 Знаходження мінімального радіуса кулачка.

Будуємо залежність аналога швидкості від переміщення штовхача [pic].

Визначаємо масштабний коефіцієнт:

[pic]

Перераховуємо дійсне переміщення штовхача в графічний аналог:

[pic]

На ординаті відкладаємо переміщення штовхача (графічне), а на осі абсцис

відкладаємо відрізки Х, які знаходимо за формулою:

[pic][pic]

[pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic]

[pic][pic][pic]

Об’єднуємо отримані точки кривою, через кінці найбільших відрізків

проводимо вертикальні лінії, до них проводимо промені під кутом ? дотичними

до графіка f(?)=dS/d?

Перетин ліній кутів ? є точка О1 і є центром маси кулачка. Відстань О1О

є мінімальним радіусом кулачка.

[pic]

Відстань точки О1 по горизонталі від осі ординат є ексцентриситетом.

[pic]

3.4 Проектування профілю кулачка.

З точки О1 проводимо кола rmin, rmin+іh. На відстані е від точки О1

проводимо вертикаль, на ній відкладаємо відрізки переміщення штовхача.

Проводимо вертикаль з точки О1, від якої відкладаємо кути ?п, ?с, ?о, в

сторону протилежну ?. Кути ?Б і ?А ділимо на вісім рівних частин, отримуємо

точки 0ч17. З цих точок проводимо промені дотичні до кола радіуса е. З

точок 0ч17 відкладених на вертикалі проводимо концентричні кола до перетину

з відповідними дотичними точками. На їх перетині отримуємо точки 0’ч17’.

Об,єднуємо їх плавною лінією і отримуємо теоретичний профіль кулачка.

Визначаємо радіус ролика кулачка:

[pic]

Використовуючи теоретичний профіль кулачка як геометричне місце точок

центрів ролика проводимо рід кіл радіусом rP.

Робочій профіль будуємо дотичною лінією до кіл радіусом rP.

4. Проектування зубчатого зачеплення.

4.1 Вихідні данні.

m - 3 (модуль зачеплення);

Y - 0.6 (коефіцієнт сприйнятого зміщення);

[pic] (кількість зубців).

4.2 Визначення розмірів геометричних параметрів.

Визначаємо радіуси ділильних кіл:

[pic]

Визначаємо крок зачеплення:

[pic]

Визначимо радіуси основних кіл:

[pic]

де: ?=20°

Визначаємо міжосьову відстань:

[pic]

Визначимо кут зачеплення:

[pic]

Визначаємо радіуси початкових кіл:

[pic]

Визначаємо коефіцієнт зміщення:

[pic]

Визначаємо коефіцієнт зміщення інструмента на шестерні:

[pic]

Визначаємо радіуси кола западин:

[pic]

де: ha*=1; C*=0,25.

Визначаємо радіуси кола виступів:

[pic]

Визначаємо ширину зубців по ділильному колу:

[pic]

Визначаємо висоту ніжки зубця:

[pic]

Визначаємо висоту зубця:

[pic]

Перевірка:

[pic]

4.3 Проектування зачеплення.

Приймаємо висоту зубця на кресленні №4 – 50 мм.

Визначимо масштабний коефіцієнт:

[pic]

Визначимо графічні розміри геометричних параметрів:

[pic]

На кресленні №4 проводимо міжосьову відстань [pic] і отримуємо центри

коліс, точки О1 та О2 , з яких проводимо кола радіусами [pic]. Проводимо

загальну дотичну до основних кіл. Відмічаємо точки дотику А та В.

Визначаємо теоретичну лінію зачеплення АВ. Проводимо початкові кола [pic],

вони повинні перетнутися в точці W, точці перетину лінії зачеплення і

лінії центрів.

Проводимо кола радіусами [pic]. Відрізок AW ділимо на чотири частини і

отримуємо точки 1, 2, 3, 4, які зносимо на коло [pic] і отримуємо точки

1’,2’,3’,4’, з яких проводимо дотичні до кола і зносимо на відповідні

дотичні відрізки W0, W1, W2, W3, W4 . З’єднуємо точки і отримуємо профіль

зубця. Проводимо вісь симетрії S1/2 і по закону симетрії добудовуємо іншу

сторону зубця. Потім округлюємо зубець радіусом округлення ?. Аналогічно

будуємо зубець і для другого колеса. Робимо шаблони і добудовуємо ще по два

зубця.

4.4 Визначаємо величини параметрів якості.

Визначаємо коефіцієнт перекриття:

[pic]

де: ab – практична лінія зачеплення

Визначимо коефіцієнти відносного ковзання:

[pic]

де: Х – відстань від точки А до точки зачеплення

U1,2 – передаточне відношення

Визначаємо передаточне відношення:

[pic]

Таблиця №5

|Х мм |0 |20 |40 |60 |80 |100 |120 |140 |166 |

|?1 |-? |-4,38 |-1,32 |-0,3 |0,21 |0,51 |0,72 |0,86 |1 |

|?2 |1 |0,81 |0,57 |0,23 |-0,26 |-1,06 |-2,54 |-6,31 |-? |

4.5 Проектування планетарної передачі.

4.5.1 Вихідні данні.

U1Н - -0,36 (передаточне відношення);

К - 3 (кількість сателітів).

Схема механізму (мал.8)

(мал. 8)

4.5.2 Розрахунок параметрів планетарної передачі.

Визначаємо кількість зубців:

[pic]

Перевіряємо умову одноосності:

[pic]

умова виконується

перевіряємо умову правильного зачеплення:

[pic]

умова виконується

Перевіряємо умову сусідства:

[pic]

умова виконується

Визначаємо діаметри ділильних кіл зубчастих коліс:

[pic]

Визначаємо міжосьові відстані:

[pic]

4.5.3 Побудова планів лінійних і кутових швидкостей.

Визначаємо масштабний коефіцієнт:

[pic]

На кресленні №4 будуємо схему планетарного механізму у масштабі.

[pic]

На схемі механізму відмічаємо точку А, полюс зачеплення коліс 1-2,

точку В, та полюс зачеплення коліс 3-4. А також точку Н – центр колеса 3.

Ці точки переносимо на базову лінію плану швидкостей.

Визначаємо лінійну швидкість точки А:

[pic]

По горизонталі від базової лінії відкладаємо відрізок АА’.

Визначаємо масштабний коефіцієнт:

[pic]

З’єднуємо точку А’ з полюсом Р, і отримуємо трикутник швидкості для

колеса 1. З точки Н проводимо відрізок РН під кутом ?Н , отримуємо

точку Н’ на перетині горизонталі проведеної з точки Н і відрізка Н’,

з’єднавши яку з точкою А’ отримуємо трикутник швидкостей коліс 2 та 3.

Визначаємо кут ?Н:

[pic]

Проводимо горизонталь на відстані КР, довільно беремо полюс і через

нього проводимо промені паралельно відрізкам А’Р, АВ, РН’. На перетині їх з

горизонталлю отримуємо а1, а2,3, аН, що і є планом лінійних швидкостей.

Відрізок Ка1 є графічним зображенням кутової швидкості колеса 1.

Визначаємо масштабний коефіцієнт:

[pic]

Визначаємо кутову швидкість коліс 2,3 і водила Н:

[pic]

5. Використана література.

1. Левітська О.Н., Левітський Н.И. «Курс теорії механізмів та машин», - М.:

Висш. шк., 1985. – 279 с., іл.

2. Кореняко А.С. та ін., «Курсове проектування по теорії механізмів та

машин», - К.: Вища шк., 1970. – 332 с.

3. Артоболевський .І.І., «Теорія механізмів та машин», - М.: Наука, 1988. –

640 с.

4. Методичні вказівки.

-----------------------

[pic]

Страницы: 1, 2

МЕНЮ

ИНТЕРЕСНОЕ