Механизм поперечно-строгального станка

Размещено на http://www.allbest.ru/

Задание

Рис. 1 Механизмы поперечно-строгального станка:

а -- кривошипно-кулисный механизм привода ползуна с резцовой головкой; б -- диаграмма сил резания; в -- планетарная и простая ступени редуктора, г -- кулачковый механизм поперечной подачи стола; д -- синусоидальный закон изменения аналога ускорения коромысла кулачкового механизма

Содержание

Введение

1. Кинематический анализ механизма

1.1 Проектирование кривошипно-ползунного механизма

1.2 Структурное исследование механизма

1.3 Построение схемы механизма

1.4 Построение планов скоростей механизма

1.5 Расчет маховика

2. Силовой расчет рычажного механизма

2.1 Определение силы резания Р₅

2.2 Нахождение углового ускорения звена приведения в заданном положении механизма

2.3 Построение для заданного положения схемы механизма, плана скоростей и плана ускорений. Определение ускорения центров масс и угловых скоростей звеньев

2.4 Определение сил инерции звеньев

2.5 Определение реакций в кинематических парах групп Ассура

2.6 Силовой расчет ведущего звена механизма

2.7 Определение уравновешивающей силы методом Жуковского

3. Проектирование кинематической схемы планетарного редуктора и построение картины эвольвентного зацепления

3.1 Передаточное отношение редуктора определяется через частоты вращения электродвигателя и входного звена рычажного механизма

3.2 Расчет начальных диаметров планетарного механизма

3.3 Расчет внешнего зацепления пары прямозубых колес эвольвентных профилей

4. Проектирование кулачкового механизма с поступательно движущимся толкателем

4.1 Построение графиков

4.2 Определение минимального радиуса. и построение профиля кулачка

Заключение

Список литературы

Введение

Объектом исследования является механизм поперечно-строгального станка.

Механизм поперечно-строгального станка включает в себя различные механизмы, из которых исследованию подлежат - рычажный, зубчатый, планетарный и кулачковый.

Рычажный механизм служит для преобразования возвратно-поступательного перемещение ползуна 5 из вращательного движения кривошипа 1.

От кривошипа вращательное движение передается через зубчатую передачу z₁ и z₂. В рычажных механизмах угловая скорость непостоянна и для более равномерного движения на валу кривошипа установлен маховик.

Для управления зажимом деталей применяется кулачковый механизм, который служит для преобразования вращательного движения в поступательное движение ведомого звена.

1. Кинематический анализ механизма

1.1 Проектирование кривошипно-ползунного механизма

Значения длин кривошипа ОА и шатунов ВС и СD даны по условию.

м, м, м. м, м,

м, м.

1.2 Структурное исследование механизма

Определяем степень подвижности механизма по формуле

П.Л. Чебышева.

где -- число подвижных звеньев (кривошип ОА, шатуны АВ, ВС и BD, ползун D);

-- число кинематических пар пятого класса (О(1;6), А(1,2), В(3,6), А₁(2,3), С(3,4), D(4,5) и D₁(5,6));

-- число кинематических пар четвертого класса..

Определяем класс и порядок механизма. Для этого разделим механизм на группы Ассура. Этот механизм состоит из одной группы Ассура II класса 2-го порядка 3-го вида (рис. 1, а), одной группы Ассура II класса 1-го порядка 2-го (рис. 1, а) вида и механизма I класса, состоящего из ведущего звена 1 и стойки 6. В целом рассматриваемый механизм II класса 2-го порядка.

1.3 Построение схемы механизма

Масштаб схемы. Приняв на чертеже (см. лист 1 приложения) отрезок ОА = 35 мм, находим:

.

В принятом масштабе вычерчиваем схему механизма. Для построения 12 положений звеньев механизма разделим траекторию, описываемую точкой А кривошипа, на 12 равных частей. В качестве нулевого принимаем то положение кривошипа, при котором точка D занимает крайнее левое положение. Из точки В проводим раствором циркуля радиус равный

мм. Через отмеченные на окружности точек А₀, А₁…А₁₁ и т. В проводим отрезки. Точки пересечения с дугой окружности радиусом ВС - положения точки С. Из т.С раствором циркуля проводим дуги окружностей радиусом

мм,

намечаем на линии движения точки D точки 0, 1, 2 и т. д. (положения точки D).

1.4 Построение планов скоростей механизма

Определяем скорость точки А.

.

Построение начинаем от ведущего звена. Из точки р, принятой за полюс плана скоростей (лист 1 приложения), откладываем в направлении вращения кривошипа ОА вектор скорости точки А : ра = 53 мм.

Построение плана скоростей группы Ассура II класса 3-го вида (звенья 2 и 3) производим по уравнению:

-- вектор скорости точки А' во вращательном движении относительно точки А, направлена параллельно оси звена АВ; -- вектор скорости точки A' во вращательном движении относительно точки B, направлена перпендикулярно оси звена ВA; .

Из точки а проводим линию, параллельную оси звена АВ, а из полюса р плана скоростей -- линию, перпендикулярную оси звена АВ. Точка а' пересечения этих линий даст конец вектора искомой скорости . Масштаб планов скоростей вычисляем по формуле

Скорости точек С и S₃ определяем по правилу подобия. Истинное значение скорости каждой точки определяем по формулам:

, , , .

Построение плана скоростей группы Ассура II класса 1-го вида (звенья 4 и 5) производим аналогично как для группы Ассура (звенья 2 и 3):

-- вектор скорости точки D во вращательном движении относительно точки С, направлена перпендикулярно оси звена СD; -- вектор скорости точки D звена 5, направлена вдоль оси D'D; .

Из точки c проводим линию, перпендикулярную оси звена CD, а из полюса р плана скоростей -- линию, параллельную оси D'D. Точка d пересечения этих линий даст конец вектора искомой скорости .

Скорость точки S₄ определяем по правилу подобия. Истинное значение скорости каждой точки определяем по формулам:

, , , .

Получение значения сводим в табл. 1.

Таблица 1 Значения скоростей точек механизма

Длины векторов скоростей на плане скоростей
Длина вектора	№ положения
мм	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
pa	53	53	53	53	53	53	53	53	53	53	53	53
aa'	52	41,2	22,5	0	22,5	41,2	52	50	31,8	0	31,8	50
pa'	10,39	33,32	47,98	53	47,98	33,32	10,39	17,35	42,39	53	42,39	17,35
pc	18,64	54,68	74,53	80,76	74,53	54,68	18,64	34,62	93,05	121,1	93,05	34,62
cd	3,7	8,5	6,3	0	6,3	8,5	3,7	6,6	11,2	0	11,2	6,6
pd	18	53,7	74,2	80,76	74,2	54,3	18,5	34,4	92,6	121,1	92,2	33,6
pS3	9,8792	28,9804	39,5009	42,8028	39,5009	28,9804	9,8792	18,3486	49,3165	64,183	49,3165	18,3486
pS4	18,3	54	74,3	80,76	74,3	54,3	18,47	34,3	92,7	121,1	92,5	34
Значения скоростей точек
Обозначение	№ положения
скорости
точки, м/с	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
a	0,53	0,53	0,53	0,53	0,53	0,53	0,53	0,53	0,53	0,53	0,53	0,53
aa'	0,52	0,412	0,225	0	0,225	0,412	0,52	0,5	0,318	0	0,318	0,5
a'	0,1039	0,3332	0,4798	0,53	0,4798	0,3332	0,1039	0,1735	0,4239	0,53	0,4239	0,1735
c	0,1864	0,5468	0,7453	0,8076	0,7453	0,5468	0,1864	0,3462	0,9305	1,211	0,9305	0,3462
cd	0,037	0,085	0,063	0	0,063	0,085	0,037	0,066	0,112	0	0,112	0,066
d	0,18	0,537	0,742	0,8076	0,742	0,543	0,185	0,344	0,926	1,211	0,922	0,336
S3	0,098792	0,289804	0,395009	0,428028	0,395009	0,289804	0,098792	0,183486	0,493165	0,64183	0,493165	0,183486
S4	0,183	0,54	0,743	0,8076	0,743	0,543	0,1847	0,343	0,927	1,211	0,925	0,34
S5	0,18	0,537	0,742	0,8076	0,742	0,543	0,185	0,344	0,926	1,211	0,922	0,336

Определяем (табл. 2) угловую скорость шатуна АВ, шатуна BС и шатуна BD для 12 положений по формулам:

,

Таблица 2 Значения угловых скоростей

Обозначение	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
угловой скорости
щ2	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
щ4	0,176190476	0,404762	0,3	0	0,3	0,404762	0,17619	0,314286	0,533333	0	0,533333	0,314286
щ3	0,29125	0,854375	1,164531	1,261875	1,164531	0,854375	0,29125	0,540938	1,453906	1,892188	1,453906	0,540938
Длина звена CD	0,21	м
Длина звена BC	0,64	м

Направление угловой скорости звена ВC определяется следующим образом. Переносим мысленно вектор рс с плана скоростей в точку С кулисы 3 и наблюдаем направление поворота этого звена вокруг точки В. Например, в положении 3 угловая скорость щ₃ направлена по часовой стрелке, щ₄ - против часовой стрелки.

1.5 Расчет маховика

Так как внутри цикла установившегося движения машин не наблюдается равенства движущих сил и работы сил сопротивления и постоянства приведённого момента инерции механизма, то угловая скорость ведущего звена оказывается переменной. Величина колебаний скорости оценивается коэффициентом неравномерности хода.

где _мах - максимальная угловая скорость;

_min - минимальная угловая скорость;

_ср - средняя угловая скорость.

За среднюю угловую скорость можно принять номинальную скорость

Колебания скорости начального звена механизма должны регулироваться в заранее заданных пределах. Это регулирование обычно выполняется соответствующим побором масс звеньев механизма. Массы звеньев механизма должны побираться так, чтобы они могли накапливать все приращения кинетической энергии при превышении работы движущих сил над работой сил сопротивления и отдавать кинетическую энергию, когда работа сил сопротивления будет превышать работу движущих сил.

Роль аккумулятора кинетической энергии механизма обычно выполняет маховик. Основной задачей расчёта является подобрать массу маховика, такой, что механизм мог осуществлять работу с заданным коэффициентом неравномерности движения =1/20.

Для расчёта маховика используем метод энергомасс. По этому методу момент инерции маховика определяется по диаграмме энергомасс, характеризующей зависимость приращения кинетической энергии механизма от приведённого момента инерции механизма.

Так как приращение кинетической энергии равно разности работы движущих сил и работы сил сопротивления, то для построения этой диаграммы необходимо построить вначале диаграммы приведённых моментов движущих сил и сил сопротивления.

Приведённый к ведущему звену момент сил производственного сопротивления для каждого положения исследуемого механизма определяется по формуле:

Расчёт приведённого момента сил производственных сопротивлений для всех положений занесём в таблицу 1.3.

Таблица 1.3 Расчёт приведённого момента сил сопротивлений

Обозначение	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	1
F	0	0	2000	2000	2000	2000	0	0	0	0	0	0	0
Vs5	0,18	0,537	0,742	0,8076	0,742	0,543	0,185	0,344	0,926	1,211	0,922	0,336	0
Mc	0	0	-196,921	-214,331	-196,921	-144,108	0	0	0	0	0	0	0
Ymc	0	0	-51,0159	-55,5262	-51,0159	-37,3338	0	0	0	0	0	0	0

На основании данных таблицы построим график изменения сил производственных сопротивлений М_П.С. от функции угла поворота начального звена. Масштаб по оси _Mп выбираем равным 3,86 Нм/мм, масштаб по оси абсцисс при длине диаграммы l=268,5 мм составит 0,0234 рад/мм.

Так как работа сил производственных сопротивлений равна:

то графическим интегрированием приведённых моментов сил производственных сопротивлений строим диаграмму работ сил производственных сопротивлений. Масштаб по оси ординат определим по формуле:

где Н - полюсное расстояние.

За один цикл установившегося движения (один оборот ведущего звена) работа сил производственных сопротивлений равна работе движущих сил.

Примем постоянным момент работы движущих сил. Тогда работа движущих сил будет равна:

т.е. представляет собой линейную функцию угла поворота ведущего звена. Соединив начало координат с последней точкой диаграммы работ сил производственных сопротивлений, получим наклонную прямую - диаграмму работы движущих сил. Продифференцировав графически полученную прямую на диаграмме приведённых моментов, получим горизонтальную прямую, представляющую собой величину постоянного приведённого момента движущих сил.

Так как приращение кинетической энергии равно:

то для построения диаграммы изменения энергии или избыточной работы необходимо из ординаты диаграммы работы движущих сил вычесть ординату работы сил сопротивления.

Масштабы по координатным осям остаются теми же, что и для диаграммы работ.

Определим приведённый момент инерции маховика.

Для звена, совершающего поступательное движение (ползун), кинетическая энергия равна:

,

где m - масса звена;

V - скорость поступательного движения.

Для звена, совершающего вращательное движение (кривошип), кинетическая энергия равна:

где J - момент инерции относительно оси инерции;

- угловая скорость звена.

Кинетическая энергия звена, совершающего сложное движение, равна сумме кинетических энергий поступательного и вращательного движений.

где Vs - скорость центра масс;

Js - момент инерции звена относительно оси проходящей через центр масс.

Складывая кинетические энергии звеньев, получим кинетическую энергию механизма.

В нашем примере полная кинетическая энергия механизма:

Откуда

Вычисления приведённого момента приведём в таблице 1.5.

По данным таблицы строим диаграмму приведённых моментов инерции механизма в функции угла поворота начального звена. Принимаем масштаб м_jp=0,1 кгм²/мм.

Методом исключения параметра ц из диаграмм ДЕ_К = ДЕ_К (ц) и Jп=Jп(ц) строим диаграмму энергомасс ДЕ_К=ДЕ_К (Jп).

Таблица 1.5 Расчёт приведённого момента инерции

Обозначение	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	1
J	1,437006342	4,30742	5,963892	6,494456	5,963892	4,355191	1,476815	2,752136	7,46237	9,786793	7,430522	2,688442	0
YJ	10,64449142	31,90682	44,17698	48,10708	44,17698	32,26068	10,93937	20,38619	55,27681	72,49477	55,04091	19,91438	0
масштабный коэффициент	0,135
m2	0
m3	20
m4	0
m5	60
J3	0,82
J4	0

По данному коэффициенту неравномерности движения д=1/20 и средней угловой скорости щ_ср =7,536 рад/с, определим углы ш_mах и ш_min, образуемые касательными к диаграмме энергомасс с осью абсцисс:

,

,

.

Построив стороны этих углов и перенеся их параллельно самим себе до момента касания с кривой энергомасс, соответственно сверху и снизу, получим на оси ?Ек отрезок ab=76 мм, заключённый между этими касательными. Из отрезка ab определяем момент инерции маховика.

Диаметр маховика со спицами определяется зависимостью

Где

- отношение толщины обода H к его среднему диаметру.

Вычислим массу маховика. Для маховика с спицами:

кг.

2. Силовой расчет рычажного механизма

2.1 Определение силы резания Р₅

Строим механизм в положении 3 согласно данным индикаторную диаграмму. Определяем масштаб диаграммы:

кН.

Определяем силу Р:

.

2.2 Нахождение углового ускорения звена приведения в заданном положении механизма

Силовой расчет ведется для положения 1=150є (положение №3).

Определяем угловую скорость входного звена в расчетном положении механизма, используя уравнение движения в интегральной формме:

где Т0 - кинетическая энергия механизма в начале цикла движения, вычисляется по диаграмме Виттенбауэра, по формуле:

,



Определяем угловое ускорение входного звена, используя для этого уравнение движения в дифференциальной форме:

.

Для определения производной dJп/d дифференцируем графически график Jп (масштабный коэффициент ).

Для расчетного положения механизма получаем:

2.3 Построение для заданного положения схемы механизма, плана скоростей и плана ускорений. Определение ускорения центров масс и угловых скоростей звеньев

На листе 2 строим уточненный план скоростей при щ1=7,56 с-1 и С плана скоростей находим:



Ускорение точки А1 определяется выражением

,

Где - ускорение точки А1, равное ;

Масштаб плана ускорений определяется по формуле

.

где ра = 82 мм -- длина отрезка, изображающего на плане ускорений вектор нормального ускорения точки А кривошипа ОА.

Из произвольной точки р -- полюса плана ускорений проводим вектор ра параллельно звену ОА в положении 3 от точки A_3' к точке О.

Построение плана ускорений группы Ассура II класса 3-го вида (звенья 2 и 3) производим согласно векторному уравнению:

где -- ускорение точки В; -- нормальное ускорение точки A' звена 2 при вращении его вокруг точки А, равно 0, -- нормальное ускорение точки A' при вращении вокруг точки B, направлено вдоль оси звена ВС от точки C к точке B

м/с².

Его масштабная величина равна 17,2 на плане ускорений. -- касательное ускорение точки A' при вращении его вокруг точки А, направлено перпендикулярно к оси звена АO.

Построение плана ускорений группы Ассура II класса 1-го вида (звенья 4 и 5) производим согласно векторному уравнению:

где -- ускорение точки В; -- нормальное ускорение точки C шатуна CD при вращении его вокруг точки C, направлено вдоль оси звена CD от точки D к точке C, .

м/с².

Его масштабная величина равна 0,38 на плане ускорений. -- касательное ускорение точки шатуна CD при вращении его вокруг точки C, направлено перпендикулярно к оси звена CD.

На плане ускорений через точку р проводим прямую, параллельную оси звена AO, и откладываем на ней в направлении от точки A к точке O отрезок ра = 79,9 мм. Через конец этого вектора проводим прямую, параллельную к оси звена ВС. Затем через полюс р проводим прямую, параллельную оси ВС, а затем перпендикулярную ей. Точка пересечения этих прямых определит конец вектора рa'. Затем из точки c проводим прямую, перпендикулярную оси звена CD, а из точки р - линию, параллельную DD'. Точка пересечения этих прямых определит конец вектора рd.

Точку C, S₃, S₄ на плане ускорений находим по правилу подобия, пользуясь соотношением отрезков.

Численное значение ускорений точек звеньев найдем по формулам:

м/с²,

м/с²,

м/с²,

м/с²,

м/с²,

Определяем угловые ускорения е₃, е₄ звеньев 2,3 и 4

рад/с²,

рад/с²,

рад/с².

Для определения направления углового ускорения е₃ мысленно переносим вектор 2с с плана ускорений в точку С звена СВ. Считая точку В неподвижной, замечаем, что поворот звена будет по часовой стрелке.

Для определения направления углового ускорения е₄ мысленно переносим вектор 3d с плана ускорений в точку d звена СD. Считая точку С неподвижной, замечаем, что поворот звена будет против часовой стрелки.

2.4 Определение сил инерции звеньев

Определяем силы инерции и момент от пары сил, действующие на звенья механизма 2 и 3.

,

.

Прикладываем внешние силы G₂, G₃, P_и2, Р_и3, Р₃, момент М_И2 и неизвестные реакции R₁₂, R₀₃ к звеньям 2, 3. Силы Р_и2 и G₂ в центре масс S₂ звена 2, силы Р_из и G₃ -- в центре масс S₃ звена 3. Причем силы Р_и2 и Р_и3 направляем в стороны, противоположные соответственно ускорениям a_s2 и а_s3 . Момент М_И3 прикладываем к звену 3 в сторону, противоположную угловому ускорению .

Определяем силы инерции и момент от пары сил, действующие на звенья механизма 4 и 5.

,

Прикладываем внешние силы G₄, G₅, P_и4, Р_и5, Р₅, момент М_И4 и неизвестные реакции R₁₄, R₀₅ к звеньям 4, 5. Силы Р_и4 и G₄ в центре масс S₄ звена 4, силы Р_и5 и G₅ -- в центре масс S₅ звена 5. Причем силы Р_и4 и Р_и5 направляем в стороны, противоположные соответственно ускорениям a_s4 и а_s5 (точка S₅ совпадает сточкой С). Момент М_И4 прикладываем к звену 4 в сторону, противоположную угловому ускорению .

2.5 Определение реакций в кинематических парах групп Ассура

Звенья 4 и 5.

Так как реакция R₂₄ неизвестна ни по величине, ни по направлению, то ее раскладываем на две составляющие: одну направим по оси звена 4, вторую , -- перпендикулярно к этой оси. Получаем: .

Величина реакции определится из уравнения моментов всех сил, действующих на звено 4, относительно точки D.

.

(Н).

Реакции и определим методом планов сил, рассматривая равновесие звеньев 4--5 согласно уравнению:

.

Реакция R₀₅ -- это сила действия со стороны стойки на ползун 5. Направлена перпендикулярно оси движения ползуна. Построение плана сил. Из произвольной точки 2 в масштабе = 20 Н/мм откладываем силу (отрезок 2-3). К ней прибавляем P₅ в этом же масштабе, из конца которой (точка 4) проводим силу P_и5. Из точки 2 проводим прямую, параллельную оси звена СD, а из конца вектора (точка 5) Р_и5 -- силу G₅ (точка 6), а затем прямую, перпендикулярную оси движения ползуна. Точка 1 пересечения этих прямых определяет величины реакций R₀₅ и . Суммируя векторно и , получаем R₂₄. кривошипный кинематический механизм рычажный

Определяем длины векторов на плане сил известных величин:

,



Для определения реакции действия звена 4 на звено 5 запишем векторное уравнение равновесия всех сил, действующих на звено 4.

.

Графическое решение этого уравнения -- есть план сил (приложение 2). Из точки 1 откладываем в масштабе = 20 Н/мм силу (отрезок 1-2). Силу тяжести G₄ не откладываем, она в этом масштабе меньше миллиметра. Из конца вектора прибавляем в масштабе силу Р_и4 (отрезок 2-3). Вектор силы замыкает многоугольник сил (отрезок 3-1).

(Н).

Звенья 2 и 3.

Выразим равновесие группы 2-3:

где

Из этого уравнения получим:

Выразим условие равновесия 2-го звена:



Примем масштабный коэффициент

Вычислим отрезки, которые изображают известные силы:

Построим план сил и вычислим реакции:

Реакция R₀₃ -- это сила действия со стороны опоры на звено 3. Направлена перпендикулярно оси звена 3.

Выразим условие равновесия 3-го звена:

Примем масштабный коэффициент сил

Вычислим отрезки, которые изображают известные силы:

Построим план сил и вычислим реакцию (рис. 4.2, в):



2.6 Силовой расчет ведущего звена механизма

Изображаем ведущее звено ОА со стойкой с действующими на него силами.

Ведущее звено имеет степень подвижности W = 1, поэтому под действием приложенных к нему сил, в том числе и сил инерции, его нельзя считать находящимся в равновесии. Чтобы имело место равновесие, необходимо дополнительно ввести силу или пару, уравновешивающие все силы, приложенные к ведущему звену. Эта сила и момент носят название уравновешивающей силы Р_у и уравновешивающего момента М_у.

Изображаем ведущее звено ОА и стойку с приложенными к нему силами в положении 3 механизма. В точке А на ведущее звено действуют силы и уравновешивающая сила Р_у, направленная перпендикулярно кривошипу ОА, неизвестная по величине. Величину уравновешивающей силы Р_у найдем из уравнения моментов всех сил, действующих на звено 1, относительно точки О.

(Н).

Для определения реакции R_о со стороны стойки на ведущее звено строим план сил в масштабе = 20 Н/мм по уравнению

.

Откладываем последовательно известные силы Р_у и , в виде отрезков (1-2, 2-3, 3-1).

Точку 3 соединяем прямой с точкой 1 (замыкаем многоугольник). Отрезок 3-1 определяет величину реакции R₀₁.

(Н).

2.7 Определение уравновешивающей силы методом Жуковского

Строим для положения 3 механизма в произвольном масштабе повернутый на 90 градусов план скоростей. Переносим все силы, действующие на механизм, в том числе и уравновешивающую силу Р_у, в одноименные точки плана скоростей. Точки S и t, приложения сил G₂ и Р определяем по правилу подобия. Составляем уравнение моментов всех перенесенных сил относительно полюса плана скоростей.

Заменим моменты сил парами сил:

Тогда имеем:

Сравниваем результаты вычислений уравновешивающей силы Р_у, найденной методами планов сил и рычага Н. Е. Жуковского. Расхождение результатов составляет:

.

3. Проектирование кинематической схемы планетарного редуктора и построение картины эвольвентного зацепления

Расчетная схема представлена на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 - Расчетная схема

3.1 Передаточное отношение редуктора определяется через частоты вращения электродвигателя и входного звена рычажного механизма

.

Передаточное отношение простой передачи

.

Передаточное отношение планетарной передачи

.

Передаточное отношение по ступеням для планетарной передачи:

Принимаем z1=24, тогда

Число сателлитов k=3 и p=0, тогда

- передача собирается без натяга.

По условию соседства

,

определяем предельно допустимое значение числа сателлитов.

,

3.2 Расчет начальных диаметров планетарного механизма

По полученным данным на листе 3 вычерчиваем схему механизма.

3.3 Расчет внешнего зацепления пары прямозубых колес эвольвентных профилей

Угловые шаги

Окружной шаг по делительной окружности

Радиусы делительных окружностей

Радиусы основных окружностей

Относительное смещение инструментальной рейки при нарезании колес

Межосевое расстояние определяем по формуле

,

где ц - угол зацепления определяется по формуле

.

Толщина зуба по делительной окружности равна

Радиус начальной окружности

Радиус окружностей впадин

Радиус окружностей вершин

Коэффициента торцевого перекрытия равен

,

Где

Определим коэффициент перекрытия графически:

,

Расхождение составило:

4. Проектирование кулачкового механизма с поступательно движущимся толкателем

Расчетная схема кулачкового механизма представлена на рисунке 4.1, закон изменения аналога ускорения кулачкового механизма показан на рисунке 4.2.

Рисунок 4.1 - Расчетная схема кулачкового механизма

Рисунок 4.2 - Закон изменения аналога ускорения кулачкового механизма

4.1 Построение графиков

Строим график графического аналога ускорения . По оси ординат откладываем аналог ускорения, а по оси абсцисс угол поворота кулачка ц.

Определяем масштабный коэффициент



Интегрируя график аналога ускорения, строим график аналога скорости. Проинтегрировав график аналога скорости, построим график перемещения выходного звена.

Определим масштабные коэффициенты.

Масштабный коэффициент для углового хода коромысла ш_мах.

где, - максимальное значение с оси ординат, мм.

Масштабный коэффициент для аналога скорости

где, h - полюсное расстояние, мм.

4.2 Определение минимального радиуса. и построение профиля кулачка

Определяем минимальный радиус кулачка по допускаемому углу давления х_доп путем графического определения области возможного расположения центра вращения кулачка.

Из графика определяем R_мин=51 мм. Строим центровой профиль кулачка. Определяем радиус ролика из условия

После определения радиуса ролика строим конструктивный профиль кулачка, как огибающая семейства окружностей радиуса r_р, центры которых расположены на центровом профиле.

Заключение

В данном курсовом проекте по теории механизмов и машин был выполнен синтез рычажного, зубчатого и кулачкового механизмов.

В структурном анализе были рассмотрены и найдены особенности строения механизма - степень подвижности, входное звено, группы Ассура, которые входят в механизм; определяющие последовательность его кинематического и динамического исследования.

При динамическом синтезе по заданному коэффициенту неравномерности хода сформирована динамическая модель, рассчитаны ее параметры. По методу Виттенбауэра определен момент инерции маховика соответствующий заданному коэффициенту неравномерности хода.

При динамическом анализе определены реакции в кинематических парах и рассчитан уравновешивающий момент.

При синтезе зубчатого механизма, рассчитаны числа зубьев, подобрано количество сателлитов планетарного механизма. Рассчитаны геометрические размеры и показатели качества эвольвентного зацепления.

При синтезе кулачкового механизма, определены основные размеры кулачка и построен его профиль.

Список литературы

Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин М., Наука. 1975.

Турбин Б.И., Карлин В.Д. Теория механизмов и машин. М.. Машиностроение. 1980.

Дополнительная

Артоболевский И.И., Эдельштейн Б.В. Сборник задач по теории механизмов и машин. М., Наука. 1975.

4. Баранов Г.Г. Курс теории механизмов и машин М. Машиностроение, 1980.

Размещено на Allbest.ru

...