- •Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
- •Привод зубчато-рычажного механизма
- •1. Структурный, кинематический и силовой анализ рычажного механизма, входящего в состав привода
- •1.1 Структурный анализ
- •1.2. Кинематическое исследование механизма методом планов
- •Построение планов механизма
- •Построение планов скоростей
- •Построение планов ускорений
- •1.3. Силовой анализ рычажного механизма
- •Определение сил, действующих на звенья механизма и моментов инерции
- •Силовой расчет группы 2-3
- •Силовой расчет начального механизма
- •Рычаг Жуковского
- •Определение кпд исполнительного механизма
- •2. Энерго-кинематический расчет
- •3. Расчет открытой цепной передачи
- •3.1. Проектный расчет
- •3.2. Проверочный расчет
- •4. Выбор материалов, определение допускаемых напряжений и расчет закрытой передачи
- •4.1. Выбор твердости, термообработки и материала колес
- •4.2. Определение допускаемых контактных напряжений
- •4.3. Определение допускаемых напряжений изгиба
- •4.4. Проектный расчет
- •4.5. Проверочный расчет
- •4.6. Силы, действующие в зацеплении
- •5. Предварительный расчет валов и выбор подшипников Быстроходный вал
- •Тихоходный вал
- •6. Конструктивные размеры шестерни и колеса
- •7. Конструктивные размеры корпуса редуктора
- •8. Эскизная компоновка
- •9. Смазка редуктора
- •10. Определение опорных реакций в подшипниках, построение эпюр Быстроходный вал
- •Тихоходный вал
- •11. Проверочный расчет подшипников Быстроходный вал
- •Тихоходный вал
- •12. Проверочный расчет валов на прочность
- •Быстроходный вал
- •Тихоходный вал
- •13. Конструирование подшипниковых узлов
- •14. Проверочный расчет стяжных винтов
- •15. Выбор и расчет шпоночных соединений
- •16. Сборка редуктора
- •Список использованных источников
Построение планов механизма
План положений механизма является основой для построения кинематических диаграмм линейного перемещения ползуна, или углового перемещения звена.
Планы положений механизма строим методом засечек, для определения длин звеньев в миллиметрах, задаем масштабный коэффициент:
где - длина звена ОА, м;
- длина звена АВ на плане положений, мм
Длины звеньев на чертеже:
где ОА, АВ – длина звеньев на плане положений механизма, мм;
– длина соответствующих звеньев механизма, м.
Определяем крайние положения звена 3, для этого звенья 1 и 2 выстраиваем на одной прямой линии.
Крайнее положение: нулевое.
Построение планов скоростей
Определяем линейную скорость точки А:
где - длина звена ОА, м.
Угловая скорость начального звена:
Определяем масштабный коэффициент:
где - масштабный коэффициент плана скоростей,
– длина вектора скорости точки A, мм.
Определим скорость точки B. Точка B принадлежит звеньям 2 и 3.
Скорость точки B0 равна нулю. Скорость точки A известна.
Находим скорость точки B графическим методом.
Из построенного плана скоростей вычисляем абсолютные скорости точек:
Угловые скорости звеньев:
Направление угловой скорости определяется направлением относительной скорости .
Построение планов ускорений
Последовательность построения плана ускорений также определяется формулой строения механизма. Вначале определим ускорение точки A начального звена.
Ускорение точки A начального звена ОА:
Ускорение точки А ( ) будет одинаковым для всех положений механизма. Масштабный коэффициент плана ускорений:
Принимаем .
Тогда длина вектора нормального ускорения точки A будет равна:
Теперь построим план ускорений группы, образованной звеньями 2, 3. Здесь известны ускорения точки А и опоры В0. Запишем два векторных уравнения, рассматривая движение точки B относительно A и относительно опоры B0:
где , – соответственно нормальная и тангенциальная составляющие ускорения в движении точки B относительно точки A;
– ускорение точки A;
– относительное ускорение точки B относительно точки B0.
Тогда:
Из построенного плана ускорений вычисляем абсолютные ускорения точек:
Определим величины угловых ускорений звеньев:
Направление углового ускорения определяется направлением касательного ускорения .
1.3. Силовой анализ рычажного механизма
Целью силового анализа механизма является определение усилий в звеньях механизма, давлений (реакций) в кинематических парах, величины уравновешивающего момента (или силы), приложенного к ведущему звену. В результате силового расчёта можно определить коэффициент полезного действия, а также мощность, необходимую для его привода.
В данной работе силовой расчёт выполняется методом планов сил для положения рабочего хода, для которого определены ускорения. При этом необходимо:
Определить силы, действующие на звенья механизма;
Определить реакции во всех кинематических парах механизма методом планов сил;
Определить величину уравновешивающей силы (момента) методом планов сил и на основании принципа возможных перемещений (рычагом Н.Е. Жуковского) сравнить результаты.