Расчёт мальтийского механизма с внешним зацеплением и прямолинейными пазами креста
Описание кинематической схемы и определение основных размеров мальтийского механизма с внешним зацеплением и прямолинейными пазами креста. Расчет коэффициента времени работы механизма и проведение силового расчета. Расчет контактных напряжений креста.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | практическая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 03.10.2019 |
| Размер файла | 560,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
2
Министерство образования и науки Российской Федерации
ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет
имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»
Механико-машиностроительный институт
Кафедра электронного машиностроения
РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА
по дисциплине
«Расчет и конструирование механических узлов автоматизированных систем»
на тему
Расчёт мальтийского механизма с внешним зацеплением и прямолинейными пазами креста
Вариант № 1
Студент Барсуков И.В.
Группа НМТЗ - 363539
Преподаватель Гулин В.Н.
Екатеринбург 2019
Оглавление
1. Исходные данные
2. Определение основных размеров механизма
3. Кинематика механизма
4. Силовой расчёт
5. Расчёты на прочность
контактное напряжение крест мальтийский механизм
1.Исходные данные
Номерварианта |
р |
А,мм |
nв,об/мин |
Мс,Нм |
I,кгм2 |
Типкорпуса |
|
|
1 |
3 |
200 |
60 |
900 |
0,1 |
Л |
p - число пазов креста,
А - межосевое расстояние механизма,
nв - частота вращения водила,
Мc - статический момент, приведённый к валу креста,
I - момент инерции массы, приведённый к валу креста,
Тип корпуса механизма:
С - сварной
Угол паза при вхождении водила:
Угол водила при вхождении в паз:
Коэффициент времени работы мальтийского механизма:
где tпов - время поворота, tст - время стоянки.
2.Определение основных размеров механизма
Длина водила:
Расчётный радиус креста:
Диаметр ролика водила выбирается из диапазона ,должен соответствовать стандартному диаметру режущего инструмента.
мм.
Примем по ГОСТ 6636-69d=40мм = 0,04 м.
Диаметр креста:
, где с- фаска в начале паза креста. с=1..5 мм.
Примем c=2.5, тогда
Толщина креста:
, тогда
Длина паза креста:
тогда
3.Кинематика механизма
Рассмотрим кинематику мальтийского механизма с внешним зацеплением. Обратимся к схеме на рис 1. На схеме показано некоторое текущее положение механизма в процессе поворота креста.
Рис.1 Схема к определению закона движения креста.
Текущее положение водила определяется углом , креста - углом . Поскольку водило вращается с постоянной скоростью, то угол всегда известен. Найдя зависимость угла от , найдём закон движения креста. Для этого на линию центров опущен перпендикуляр из центра ролика водила. По полученным прямоугольным треугольникам можно записать
Обозначим , получим л=0,865 и разделим числитель и знаменатель дроби на . Получим
.
Угловая скорость креста
.
,
где щв- угловая скорость водила.
Взяв производную от скорости , получим угловое ускорение креста
.
Во время поворота креста угол меняется от до , от до , поскольку отсчёт этих углов ведётся от линии центров.
Так как расчет мальтийского механизма производится для первой половины поворота, поскольку в этот период статическая нагрузка складывается с динамической, то рассчитаем значения при повороте водила при значениях угла 0 ? в ?- 0,524 рад. с шагом в/10.
Ниже приведены расчеты для начального положения механизма, то ест для угла в = - 0,524 рад., что соответствует -30,2°. Остальные результаты расчетовдля каждого шага представлены в Таблице 1.
4.Силовой расчёт
В данном пункте также приведен расчет для положения механизма, при котором в = - 0,524 рад. Остальные результаты представлены в таблице 2.
Момент на валу креста:
M = Mc + I*?
Момент на валу водила находится из равенства мощностей на валах водила и креста с учётом К.П.Д. механизма.
где - угловая скорость водила, n = 0,9 - К.П.Д. мальтийского механизма.
Нормальное усилие контакта ролика водила и стенки паза креста должно создавать момент относительно оси вращения креста равный суммарному моменту сопротивления вращению креста, см. рис.2.
Рис.2. Схема к определению нормального усилия контакта
Таблица 1.
|
В, рад |
-0,524 |
-0,471 |
-0,419 |
-0,366 |
-0,314 |
-0,262 |
-0,209 |
-0,157 |
-0,104 |
-0,052 |
0,0000 |
|
|
В град.ц |
-30,02 |
-27,02 |
-24,02 |
-21,02 |
-18,01 |
-15,01 |
-12,01 |
-9,01 |
-6,00 |
-3,00 |
0,00 |
|
|
Ф рад |
-1,045 |
-1,042 |
-1,033 |
-1,015 |
-0,985 |
-0,937 |
-0,863 |
-0,749 |
-0,575 |
-0,321 |
0,000 |
|
|
Фград.ц |
-59,88 |
-59,72 |
-59,20 |
-58,17 |
-56,45 |
-53,71 |
-49,46 |
-42,91 |
-32,92 |
-18,40 |
0,00 |
|
|
Скорость |
0,018 |
0,678 |
1,565 |
2,791 |
4,534 |
7,092 |
10,955 |
16,846 |
25,383 |
35,238 |
40,239 |
|
|
Ускорение |
68,57 |
91,01 |
123,84 |
173,34 |
250,24 |
372,67 |
568,10 |
859,35 |
1169,6 |
1060,2 |
0,00 |
|
|
M |
906,9 |
909,1 |
912 |
917,3 |
925 |
937,3 |
957 |
985,9 |
1017,0 |
1006,0 |
900 |
|
|
Mв |
2,33 |
88,33 |
204,7 |
366,9 |
601,00 |
952,64 |
1502 |
2380,3 |
3699,5 |
5080,5 |
5190 |
|
|
N |
9062,2 |
9989,1 |
11129 |
12563 |
14410 |
16860 |
20201 |
24786 |
30542 |
35047 |
33333 |
Из полученных результатов видно, что значения момента на валу водила и нормального усилия контакта меняются в процессе работы механизма. Для проведения прочностных расчётов необходимо знать их максимальные значения. Их определим из таблицы
Nmax=34059,7 Н/м, Мmax=1021,8Нм, Mвmax=5315Нм
5.Расчёты на прочность
Основной прочностной расчёт для мальтийских механизмов - расчёт контактных напряжений на стенке паза креста и ролике водила.
МПа
где - модуль упругости 1-го рода,E = 2*105 МПа,- радиус ролика,
- длина линии контакта.
Допускаемые контактные напряжения [?к] = 1100 Мпа. Как видно из расчета, ?к<[?к].
Ось ролика водила рассчитывают на прочность при изгибе:
мм,
где 0,014 м - плечо действия силы, расстояние по оси от водила до центра ролика.
Для стали 20Х [?и]= 200 МПа. Выбранный диаметр оси ролика 20 мм и материал изготовления удовлетворяют требованиям.
Вал водила проверяют на прочность при кручении:
мм = 0,051м
Для Стали 20Х [фкр]= 200 МПа. Выбранный диаметр вала водила 65 мм и материал изготовления удовлетворяют требованиям.
Вал креста проверяют на прочность при кручении:
мм
Для Стали 20Х [фкр]= 200 МПа. Выбранный диаметр вала креста40 мм и материал изготовления удовлетворяют требованиям.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Кинематический анализ мальтийского механизма. Определение угловой скорости и ускорения креста. Кинематический анализ планетарной передачи, кривошипно-ползунного механизма. Приведение моментов инерции звеньев и определение момента инерции маховика.
контрольная работа [368,7 K], добавлен 10.10.2011Постановка задач проекта. Синтез кинематической схемы механизма. Синтез рычажного механизма. Синтез кулачкового механизма. Синтез зубчатого механизма. Кинематический анализ механизма. Динамический анализ механизма. Оптимизация параметров механизма.
курсовая работа [142,8 K], добавлен 01.09.2010Расчет мощностей, передаточного отношения и крутящих моментов. Выбор материала зубчатых колес и определение допускаемых напряжений. Геометрический расчет зубчатых передач с внешним зацеплением. Расчет валов на выносливость. Проверка прочности шпонок.
курсовая работа [375,4 K], добавлен 16.12.2013Расчет вала на изгиб и сечения балки. Разработка конструкции узла механизма. Выбор кинематической схемы аппарата. Описание предлагаемой конструкции. Расчет геометрических параметров пружины. Расчет погрешности механизма датчика для второго положения.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 24.12.2011Структурное и кинематическое исследование рычажного механизма. Построение кинематической схемы, планов скоростей и ускорений. Силовой расчет рычажного механизма. Определение сил, действующих на звенья механизма. Замена сил инерции и моментов сил.
курсовая работа [32,9 K], добавлен 01.12.2008Характеристика всех кинематических пар и степень подвижности механизма. Структурные группы Ассура, их класс и порядок. Линейные скорости и ускорения точек механизма, составление и анализ его кинематической схемы, расчет угловых ускорений и звеньев.
контрольная работа [27,6 K], добавлен 04.05.2015Кинематическая схема главного механизма, определение числа степеней его подвижности по формуле Чебышева. Определение масштаба длин, кинематической схемы и планов скоростей. Анализ и синтез зубчатого механизма, силовой расчет с учетом сил трения.
курсовая работа [266,2 K], добавлен 01.09.2010Кинематический расчет механизма привода электродвигателя. Материалы и определение допускаемых напряжений. Тихоходная ступень привода, вал редуктора. Шпонки быстроходного, промежуточного и тихоходного вала. Подшипники: выбор масла и смазочных устройств.
курсовая работа [1008,4 K], добавлен 26.05.2009Назначение и структура, основные элементы рычажного механизма, определение недостающих размеров и направления движения кривошипа. Подготовка исходных данных для введения в ЭВМ, описание работы и анализ результатов вычислений. Расчет структурных групп.
курсовая работа [160,8 K], добавлен 18.10.2009Структурный анализ кривошипно-ползунного механизма, выявление его структурного состава. Синтез кинематической схемы. Кинематический анализ плоского механизма. Определение сил, действующих на звенья механизма. Кинетостатический метод силового анализа.
лабораторная работа [798,1 K], добавлен 13.12.2010Кулисный механизм как основа брикетировочного автомата. Определение основных размеров звеньев кривошипно-кулисного механизма. Построение планов положений и скоростей механизма. Определение момента инерции маховика и размеров кулачкового механизма.
курсовая работа [685,9 K], добавлен 19.01.2012Проектирование кинематической схемы рычажного механизма. Построение планов его положения, скоростей и ускорения. Расчет ведущего звена. Синтез зубчатого механизма. Параметры инструментальной рейки. Порядок вычерчивания зацепления 2-х зубчатых колес.
курсовая работа [901,6 K], добавлен 14.04.2014Расчет силового элемента. Определение номинальных размеров конструкции. Погрешность силовой характеристики. Конструктивная доработка узла механизма. Определение посадки при соединении штока с корпусом. Погрешность смещения штока относительно оси упора.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 22.03.2014Основные сведения о конструкции винтового механизма, принцип его работы. Проектный расчет винта по износостойкости, на статическую прочность и устойчивость. Определение посадочного диаметра гайки и размеров рукоятки. Оценка КПД винтового механизма.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 07.08.2013Структурный анализ рычажного механизма. Построение плана скоростей и ускорений. Расчётные зависимости для построения кинематических диаграмм. Определение основных размеров кулачкового механизма. Построение профиля кулачка методом обращённого движения.
контрольная работа [1,1 M], добавлен 04.10.2015Описание внешнего вида механизма зубчатой передачи. Кинематический расчёт. Расчёт геометрии передачи и её деталей. Силовой расчёт механизма. Расчёт зацепления на прочность, прочности одного из валов механизма. Выбор конструкционных материалов.
курсовая работа [86,9 K], добавлен 15.12.2008Устройство плоского рычажного механизма, его кинематический анализ. Построение плана скоростей и ускорений. Силовой анализ механизма. Синтез кулачкового механизма, определение его основных размеров. Построение профиля кулачка методом обращенного движения.
курсовая работа [977,0 K], добавлен 11.10.2015Ознакомление с результатами силового расчета основного механизма двигателя с учетом динамических нагрузок. Определение основных параметров кулачкового механизма графическим способом. Проектирование кулачкового механизма впускного клапана мотоцикла.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 11.10.2021Разработка проекта и проведение расчета механизма главного подъема литейного крана. Обоснование выбора барабана и блоков механизма подъемов крана и расчет механизма крепления его канатов. Выбор механизма передвижения главной тележки литейного крана.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 25.03.2015Схема рычажного механизма. Классификация кинематических пар. Определение степени подвижности механизма. Синтез механизма. Силовой расчёт рычажного механизма. Определение силы полезного сопротивления. Определение сил инерции и моментов сил инерции звеньев.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 10.01.2009
