- •Расчетно-пояснительная записка
- •Содержание
- •Исходные данные
- •Лист 1. Структурный и кинематический анализ механизма
- •1. Структурный анализ кулисного механизма
- •I(0 – 1) – II(2 – 3) – II(4 – 5)
- •2. Синтез кулисного механизма
- •3. Кинематический анализ механизма
- •3.1. Графический метод.
- •3.1.1. План скоростей.
- •3.1.2. План ускорений.
- •3.2. Графоаналитический метод анализа
- •Описание метода
- •3.3. Аналитический метод анализа
- •Выводы по результатам кинематического анализа
- •Лист 2. Синтез зубчатых механизмов
- •1. Кинематический расчет трансмиссии привода
- •2. Расчет элементов зубчатой пары
- •3. Качественные показатели зацепления
- •Лист 4. Силовой расчёт механизма
- •Метод последовательного рассмотрения групп Асура
- •Метод рычага Жуковского
- •Лист 4. Синтез кулачкового механизма
- •Определение закона профиля кулачка
- •2. Таблица результатов
- •3. Диаграмма теоретического профиля кулачка
- •Лист 5. Расчет маховика
- •Список литературы
3. Качественные показатели зацепления
1. Коэффициентом перекрытия называют отношение длины К дуги зацепления к длине шага Рв по начальным окружностям колес.
Коэффициент перекрытия, ε определяющий среднее число пар зубьев, находящихся одновременно в зацеплении, подсчитывают по формуле:
ε=λАВ/Рв=gα/Рв=20,344/17,7=1,149≈1,2,
где Рв- основной шаг;
λАВ= gα- истинная длина активной части линии зацепления (фактическая линия зацепления).
Эту длину следует определить аналитически и проверить с помощью построения.
Радиусы кривизны эвольвент на окружностях выступов равны:
Ра1=0,5(da12- dB12)1/2=0,5*((110,024)2-(84,57)2)1/2=35,189
Ра2=0,5(da22- dB22)1/2=0,5*((366,02)2-(327,01)2)1/2=82,212
gα=ga+gt=Ра1+Ра2-аw*sinαtw=35,189+82,212-227,53*sin=20,344
Коэффициент перекрытия дает возможность определить число пар профилей зубьев, находящихся одновременно в зацеплении. Для этого нужно воспользоваться теми целыми положительными числами, между которыми находится числовое значение коэффициента перекрытия. Эти целые числа определяют те числа пар профилей зубьев, которые попеременно участвуют в зацеплении. Коэффициент перекрытия не должен быть меньше единицы, так как это приводит к перерывам в передаче движения от ведущего колеса к ведомому и к ударам зубьев колес. При проектировании зацепления коэффициент перекрытия берут не меньше 1,2 ( в данном случае это условие выполняется). Чем больше ε, тем выше качество.
2. Коэффициент удельного скольжения υ характеризует вредное влияние скольжения профилей зубьев, вследствие его появляются силы трения и износ, снижается КПД передачи:
υ1=ΔЅ1- ΔЅ2/ ΔЅ1 =1-(р2*z1)/(р1/ z2);
υ2 = ΔЅ2- ΔЅ1/ ΔЅ2 =1-(р1*z2)/(р2/ z1),
где Рр1=аwsinαtw-Ра2=227,53sin-82,212=14,85
Рр2=аwsinαtw-Ра1=227,53sin-35,189=61,87.
В точке а1:
υа1=1-(Рр2*z4)/ (Рa1*z5)=0,55
В точке P1:
υр1=1-(Ра2*z4)/ (Рр1*z5)=-0,43
В точке а2:
υа2=1-(Рр1*z5)/ (Рa2*z4)=0,302
В точке P2:
υр2=1-(Ра1*z5)/ (Рр2*z4)=-1,19.
3. Коэффициент удельного давления q пропорционален величине напряжения сжатия на площадке контакта зубьев и характеризует контактную прочность зубьев.
Обычно выкрашивание зуба происходит около полюса, где и определяется по формуле:
,
где
Здесь - приведенный радиус кривизны зубьев в точке контакта.
В полюсе радиусы кривизны эвольвент:
Лист 4. Силовой расчёт механизма
Метод последовательного рассмотрения групп Асура
Разбиваем механизм на три группы Ассура. В местах соединения звеньев указываем реакции. Решаем полученные уравнения, находим уравновешивающую силу и строим силовые многоугольники.
Силовой расчёт производим только для 1-го положения механизма.
Силу Рпс сопротивления определяем по заданной диаграмме Рпс = Рпс(S).
Рпс=у.Кр=16*65=1040 Н,
где у- ордината диаграммы; Кр, — масштаб диаграммы.
Определим реакции в кинематических парах механизма, начиная с последней группы Асура и заканчивая ведущим звеном.
Решение данной задачи начинаем с рассмотрения равновесия структурной группы, состоящей из ползуна 5 и камня 4.
Общее уравнение равновесия будет иметь вид:
R05+Рпс+Ри5+G5+R34=0,
где Ри5 – сила инерции ползуна
G5 – сила тяжести;
R05 – реакция со стороны стойки на пятое звено;
R34 – реакция со стороны третьего звена на четвертое.
=Н.
R05=G5=m5g= 68*10=680 Н.
Для определения величины реакций R34 строим план сил в масштабе .
Из плана сил:
R34=1321,663 Н.
Рассмотрим следующую группу Асура, состоящую из звеньев 2 и 3. На звенья этой группы, кроме силы тяжести и силы инерции, действуют еще реакции,,. Реакцияравна по величине силе, но противоположна ей направлена. Реакцияприкладывается в центре вращения пары А, а направление ее перпендикулярно к кулисе.
Уравнение равновесия имеет вид:
G3+R43+R03+РИ3+R12 =0,
где R43 – реакция со стороны 4-го звена на третье;
Ри3- сила инерции, приложенная в точке качения К;
G3 – сила тяжести, действующая на кулису.
G3= m3g=19*10=190 Н
lSK = JS3/ m3 l03S3 = 0,9/19*0,347=0,137 м.
Ри3= m3 КW.,
где =·О3S3/О3В=81,251*0,5=40,626 мм;
Ри3=19*40,626*0,053=40,91 Н.
Реакцию R12 определим из уравнения моментов всех сил:
ΣМО3=0, R12 = (R43h1+ G3 h2+ Ри3 h3)/
R12=(1321,663*315,87+*71,83+40,91*239,29)/201,523=2187,893 Н.
Из плана сил:
Н.
Рассмотрим равновесие ведущего кривошипа О2А, на которое действуют следующие силы: сила давления камня кулисы R21, сила давления стойки R01, сила тяжести G1 и уравновешивающая сила Ру. Линия действия уравновешивающей силы Ру с направлением линии зацепления зубчатой пары 4-5. Поэтому плечо этой силы равно масштабной величине основной окружности колеса.
.
В строгальном станке кривошипом (звеном 1) служит зубчатое колесо 5, сила тяжести которого:
,
где - масса зубчатого колеса 5;
g – ускорение силы тяжести.
Массу определяем через массувенца зубчатого колеса (она на 30% превышает массу, т.е.). Массу венца определяем приближенно по формуле:
,
где - диаметр окружности впадин колеса 5, равный 0,342м;
- плотность материала колеса; считая что колесо чугунное, принимаем ;
S – площадь поперечного сечения венца колеса.
Приняв ширину колеса равной b=40 мм и высоту сечения венца h=3, определим площадьS сечения венца:
,
где - модуль колеса 5.
Масса венца:
кг,
а масса всего колеса с учетом массы спиц и ступицы:
кг,
Н.
Найдем Ру из уравнения моментов всех сил: ΣМО2=0.
Ру=R21 ·h4·Кl/rв5 .
Ру=(*37,67*0,002*2*1000)/327,01=1008,139 Н.