close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Курсач(2)

код для вставкиСкачать
 ГЛАВА 1. СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМА.
1.1 Определение степени свободы механизмов.
Степень свободы механизмов определяется по формуле Чебышева:
W= 3n-2P1-Р2,
Где n - число подвижных звеньев, 3;
Р1-количество одноподвижных кинетических пар, 4;
Р2-количество двух подвижных звеньев в механизме, 0.
W=3*3-2*4-0=1
1.2 Структурный анализ механизма.
Заключается в том, что необходимо определить класс и порядок механизма. Класс и порядок механизма определяется по наиболее сложной группе Ассура. Структурный анализ нужно начинать с дальних звеньев и постепенно переходить к начальному звену, т.е. в обратном порядке образования механизма.
Разлаживаем механизм на группы Ассура:
0
Общий вид механизма Данный механизм 2-го класса 2-го порядка 2-го вида.
ГЛАВА 2. КИНЕМАТИКА.
2.1 Кинематическоеисследование механизма.
Для построения планов скоростей и ускорений необходимо построить механизм в 9 положениях.
Для построения механизма в 9 положениях необходимовыбрать масштабный коэффициент КL:
КL=Loa/OA,
где Loa - длина кривошипа, м.
ОА - величина Loa, выраженная на чертеже в мм. Принимается самостоятельно в пределах 30 - 50 мм. Принимаем 30 мм.
КL = 0,18/30 = 0,006м/мм
Определяем длины звена АВ по формуле:
АВ =Lab/КL
Где Lab - длина звена, м.
AB=0,8/0.006=133,3 мм
2.2.Построение плана скоростей.
Определяем угловую скорость начального звена ОА по формуле:
ώ1=2Пn1/60,
где n1- число оборотов начального звена, об/мин.
ώ1=(2*3,14*380/60)=39,773рад/с.
Определяем скорость точки А - начального звена:
VА =ώ1*Loa
VА=39,773*0,18=7,159 м/с.
Выберем масштабныйкоэффициент плана скоростей:
выберем точку, называемую полюсом плана скоростей, где все скорости=0.
выберем вектор Ра самостоятельно, в пределах 50-80 мм.
Kv= VА/PА,
Где PА -отрезок на плане скоростей, изображающий вектор скорости точки А, мм. Принимаем 60 мм.
Kv=7,159/60=0,119 (м/c-1)*мм.
Определяем скорость точки B по формуле:
VB=Va+VВА ,
где VB-неизвестная величина, с известным направлением, ||nn
VBa- неизвестная величина, с известным направлением, AB
VВА =(ab) *Kv= 53 * 0,119 = 6,35 м/сек
ώ2 = Vba/Lab = 6,35/0,8 = 7,93
Определяем скорость точки В по выражению:
Vb=(PВ)*Kv;
где РВ - вектор скорости точки В на плане скоростей, мм.
Vb = (Pb)*Kv = 34*0,119= 4,04 м/сек
2.3.Построение плана ускорений.
Делаем допущение, что угловая скорость величина постоянная W=const
Определяем ускорение точки А звена ОА по формуле:
аА=а_BA^n=ω_1^2*L_oa
a_BA^n= 〖39,7〗^2* 0,18 = 283,69 м/с^2
Определяем масштабный коэффициент плана ускорений по формуле:
Кa=a_BA^n(Па), где Па - отрезок на плане ускорений изображающий ускорение точки А. Принимается в пределах 80-120 мм. Принимаем Па=100 мм.
Ка = 283,69/100= 2,836 м〖*с〗^2/мм.
Определяем ускорение точки В звена АВ по векторному уравнению:
a_B=a_A+a_BA^n+a_BA^τ,
Где a_BA^n - нормальное ускорение точки В вокруг А. Известно по величине и направлению. Направление ускорения - от точки В к точке А.
a_BA^τ- тангенциальное ускорение точки В вокруг А. Известно только по направлению (перпендикулярно звену АВ).
Ускорение точки В(аВ) известно по направлению (параллельно направляющим).
Определяем нормальное ускорение по формуле:
a_BA^n=ω_2^2*L_AB,
Где, ω2 = VBA/LAB
где ω2 = Vba/Lab= 6,35/0,8 = 7,93рад/с
a_BA^n= 〖7,93〗^2*0,8 = 50,307 м/с^2
Определяем векторы нормальных ускорений для плана ускорений:
a_BA^n= a_BA^n/Ka,
a_BA^n= 50,307/2,836 = 17,738 мм
Определяем тангенциальное ускорение по формуле:
a_BA^t= (nBAb) *Ka
a_BA^τ= 50 * 2,836 = 141,8 м/с^2
Определяем ускорение центра тяжести S2 звена АВ по формуле:
as1=(ПS1)*Ka
as2=(ПS2)*Ka
as3=(ПS3)*Ka,
где (ПS2) и (ПS3) - отрезок на плане ускорений, изображающий ускорение центра тяжести S2
as1= 50 * 2,836 = 141,8 м/с^2
as2= 90 * 2,836 = 255,24 м/с^2
as3= 85 * 2,836 = 241,06 м/с^2
Угловое ускорение второго звена определяется по формуле:
E2 = a_BA^τ/Lab ((nBAb) * Ka) / (AB * KL) = 141,8/0,8 = 177,25 рад/с^2
Определяем масштабный коэффициент KL.
КL = LOA/OA = 0.18/30 = 0.006 м/мм
ГЛАВА 3. КИНЕТОСТАТИКА
Задачами кинетостатики являются: определение реакций в кинематических парах и уравновешивающего момента в начальном звене.
3.1.Определение сил веса.
Для определения сил веса раскладываем механизм на группы Ассура.
Силы веса определяются по формуле:
Gi= mi*g, Где Gi- сила веса определённого звена, Н.
mi - масса определённого звена, кг.
g- ускорение свободного падения, м/с^2
G1= m2 * g = 25 * 9,8 = 245,25 H
G2= m2 * g = 60 * 9,8 = 588,6 H
3.2.Определение сил инерции и моментов от сил инерции.
Силы инерции определяются по формуле:
Фi=-asi*mi,
где Фi - сила инерции соответствующего звена, Н.
аsi - ускорение центра тяжести соответствующего звена, м/с^2
Знак (-) в формуле показывает, что сила инерции направлена в обратную сторону ускорения центра тяжести.
Ф2=-аs2*m2 = -(ПS2) * Ka*m2 = - 54* 0,0805 * 18 = - 78,246 H
Ф3=-аs3*m3= -(ПS3) * Ka*m3 = - 15 * 0,0805 * 240 = - 289,8 H
Наносим силы инерции на механизм.
Моменты от сил инерции определяются по формуле:
Mфi=-Ei * Isi, где Ei - угловое ускорение данного звена, рад/с^2
Isi - момент от сил инерции данного звена, кг/с^2.Дано по заданию.
Знак (-) в формуле показывает, что момент от сил инерции действует в противоположную сторону действия силы инерции.
Определяем моменты от сил инерции Мф2=-E2 * Is2= - 177,25 * 1,33 = 235,742 H*м
Чтобы определить направление момента от сил инерции, необходимо мысленно перенести вектор тангенциального ускорения с плана ускорений в соответствующую точку механизма и посмотреть, в какую сторону этот вектор будет вращать данное звено (по часовой стрелке или против.).
3.3.Определение реакций в кинематических парах.
В данном подразделе определим следующие реакции:
R12,R32,R34,R41,Mур. Разложим механизм на группы Ассура и приложим действующие силы.
Для определения реакций R21 разложим её на нормальную и тангенциальную составляющие и запишем уравнение моментов относительно точки В.
Сначала определяем масштабный коэффициент плана сил:
Кp=F3С/ab,
F3C = 12 * 1000 = 12000 H
Где ab - отрезок на плане сил, изображающий = 100 мм.
F3C - максимальное давление, дано по заданию.
Kp = 12000 / 300 = 40 H/мм
 МB=0.
-G2* hG2 *KL- ф2 * hФ2 *KL -Mф2 + R_12^τ* AB *KL=0
Из данного уравнения определим реакцию R_12^τ
R〖12〗^t= (G2* hG2 *K L- Ф2 * hФ2 *K L +MФ2 )/(AB *K L) = (28,246 * 10 * 0,001 +6381 *40 *0,006 +235,7 )/(158 * 0,006) = = 2400 H
Для определения R_12^n и R13 составляем векторное уравнение Ʃpi=0
R_12^n+ R_12^τ+ Ф2+ G2+G3+ R03=0
Определяем векторы сил для силового многоугольника
(R_12^τ)= R_12^τ/ Kp= 2400 / 40 = 60 мм
(G1) = G1 / Kp = 245,25 / 40 = 6,13 мм
(G2) = G2 / Kp = 588,6 / 40 = 14.7 мм
(Ф2) = Ф2 / Kp = 78,246 / 40 = 1.95 мм
(Ф3) = Ф3 / Kp= 289,8 / 40 = 7.24 мм
(F3C) = F3C/ Kp = 12000/ 40 = 300 мм
Определяем величины векторов R12 и R32 по формулам:
R21 + G1 +Gур+ R01 = 0
R03 = (R03) * Kp = 85 * 40 = 3400 H
R〖12〗^n= (R〖12〗^n) * Kp = 60 * 40 = 2400 H
R32 = (R32) * Kp = 45 * 40 = 1800 H
Mдв = Mур = R21 * h21 * KL + G12 * hG12 * KL = 2400 * 60 * 0,001 + 0,006 * 10 * 0,006 = 0,05 KH * м
3.4 Проверка с помощью рычага Жуковского. Оценка погрешностей.
Рычагом Жуковского называется рычаг переменной конфигурации в каждом положении механизма, подобен плану скоростей, повёрнутому на 90 градусов в обратную сторону движения начального звена. Выбираем масштабный коэффициент построения рычага Жуковского Крыч= KL/K
Где; KL= Loa/(ОA) = 0,18 / 30 =0,006 м/мм
К= Pа / OA= 100 / 30 = 3,3; Pa=100мм;
K = Pа /OA - расстояние от полюса плана скоростей в рычаге Жуковского до точки "a".
Крыч = 0,006 / 3,3 = 0,0018 м/мм
Необходимо в соответствующие точки рычага Жуковского перенести с механизма силы и моменты сил.
Ф2=МФ2/LAB = 235,742 / 0,18 = 1309,6 H
Чтобы оценит относительную погрешность вычислении определим Mур. МP=0.
F3s* h3s* Kp * Ф3 *hФ3* Kp + Ф2 *hФ2* Kp - G2 *hG2 * Kp + Ф2 *hФ2* Kp - Ф2 *hФ2* Kp - Мур = 0
Из данного уравнения выражаем "Мур" Мур = - Ф2 *hФ2* Kp - G1 *hG1 * Kp+ G2 *hG2 * Kp + Ф3 *Pb * Kp-F2 *hФ3s* Kp - Ф2 *hФ2 * Kp + F3s*Pb * Kp
Мур = -1309 * 14 * 40 - 6,13 * 10 * 40 + 14,7 * 10 * 40 + 7,24 * 34 * 40 -2, 83 *10 * 40 - 1,95 * 10 * 40 + 12000 * 0,001 * 40 = 1625 кН
Мур= 92 kH
Погрешность = ((98,4-62) / 98,4) *100%= 6,3 %
Глава 4. Проектирование эвольвентного зацепления.
Создание зубчатых передач, отвечающих особому техническому уровню, является сложной задачей совместного рассмотрения всех показателей качества проектируемой передачей.
4.1 Расчет основных геометрических параметров зубчатой передачи.
Рассмотрим методику расчета на примере зубчатой передачи наибольшей прочности по излому зубьев.
Исходные данные для проектирования:
Число зубьев шестерни, колеса Z4= 12; Z5= 26
Модуль m = 4.5 мм
Угол профиля  = 〖20〗^0
Коэффициент высоты головки 〖ha〗^*= 1
Коэффициент радиального зазора c^* = 0,25
По специальной таблице выбираем коэффициент смещения
Х4 = 0,5 Х5= 0,5
1.сумма коэффициентов смещения:
 Х=Х4+Х5= 0,5 + 0,5 = 1
2. угол зацепления прямозубой зубчатой пары w:
invw= inv = 2*((Х4+Х5))/(Z1+Z2 )* tg, invw=0,014904 + 2 * (0,5+0,5)/(12+26) * 0.36397= 0,03406
По эвольвентой функции определяем w=〖26〗^0 01'.
3. Межосевое расстояние:
w=m*((z4+z5)/2 *cos /cosw
w=(4,5 (12+26))/2*0,9397/0,9184 = 89,347 мм
4. Радиусы делительных окружностей:
r4 =(m * z4)/2 = (4,5*12)/2 = 27 мм
r5 =(m * z5)/2 = (4,5*26)/2 = 58,5мм
5. Делительное межосевое расстояние:
а =r4 +r5 = 27 + 58,5 = 85,5 мм
6. Коэффициент воспринимаемого смещения - отношение воспринимаемого смещения к модулю.
Y=((аw- a))/m =(89,347- 85,5)/4,5 = 0,854
7. Коэффициент уравнительного смещения:
y=x - y = 1 - 0,854 = 0,146
8. Радиусы начальных окружностей:
rw4 = (m*z4)/2 * cos/cosw = (4,5 *12 )/2* 0,9397/0,9184= 28.215 мм
rw5 = (m*z5)/2 * cos/cosw = (4,5 *26 )/2* 0,9397/0,9184= 61,132 мм
9. Проверка вычислений:
аw=rw4+rw5 = 61,132 + 28,215 = 89,347
10. Радиус вершин зубьев:
ra4 = m * (z4/2+〖 ha〗^*+x4 - y) = 4,5 * (12/2+ 1 + 0,5 - 0,146) = 33,093 мм
ra5 = m * (z5/2+〖 ha〗^*+x5 - y) = 4,5 * (26/2+ 1 + 0,5 - 0,146) = 64,593мм
11. Определяем радиусы впадин:
rf4 = m *( z4/2 -〖 ha〗^*+x4 -c*) = 4,5 * (12/2 - 1 + 0,5 - 0,25) = 23,625 мм
rf5= m *( z5/2 -〖 ha〗^*+x4 -c*) = 4,5 * (26/2+ 0,5 - 1 - 0,25) = 55,125 мм
12. высота зуба:
h=ra4 -rf4=ra5 -rf5= 33,093-23,625 = 9,468 мм
13. Толщина зубьев по делительной окружности:
S4 =m*(π/2 +2*x4 *tg)=4,5 *(3,14/2+ 2 * 0,5 * 0,36397) = 8,702 мм
S5 =m*(π/2 +2*x5 *tg)=4,5 *(3,14/2+ 2 * 0,5 * 0,36397) = 8,702 мм
14. Радиусы основных окружностей:
rв4 = r4 * cos = 27 * 0,9397 = 25,371 мм
rв5 = r5 * cos = 58,5 * 0,9397 = 54,972 мм
15. Угловой шаг:
4 =〖360〗^0/z4= 360/12 = 〖30〗^0
5=〖360〗^0/z5= 360/28 = 〖13〗^0 50'
16. Углы профиля в точке на окружности вершин:
а4 =arcos *(rв4/ra4) = arcos * 25,371/33,093≈ 400
а5=arcos *(rв5/ra5) = arcos * 54,972/64,593≈〖36〗^0 40'
17. Толщина зубьев по окружности вершин:
Sa4 =m*cos20/cos40*[π/2 +2*x4 *tg-z4 *(inva4 -inv)]=
= 4,5 *0,9397/0,7660*[3,14/2 +1*0,3639-12*(0,1261)]= 2,32 мм
Sa5=m*cos/cosa5*[π/2 +2*x5*tg-z5*(inva5-inv)]=
= 4,5 * 0,9397/0,8020*[3,14/2 +1 * 0,3639 - 26* (0,01045- 0,0149)] = 11,24 мм
18. Коэффициенты толщины зубьев по окружности вершин:
〖Sa4〗^* =Sa4/m= 2,32/4,5= 0,51  0,4
〖Sa5〗^* =Sa5/m= 11,21/4,5= 2,49  0,4
19. Коэффициент торцового перекрытия:
= z4/2π * (tga4 - tgw) + z5/2п * (tga5 - tgw) = 12/6,28 * (0,839 - 0,4911) + 26/6,28 * (0,7445 - 0,4911) = 1,713 20. постоянная хорда:
Sc4 = m *(π/2 * cos^2 +x4 *sin2)= 4,5 * (3,14/2* 〖0,9397〗^2+ 0,5 * 0,6428) = 7,6878 мм
Sc5 = m *( π/2 * cos^2 + x5 * sin2) = 4,5 * (3,14/2* 〖0,9397〗^2+ 0,5 * 0,6428) = 7,6878 мм
21. Высота до постоянной хорды:
hc4 = 0,5 * (da4 - d4 - Sc4 * tg) = 0,5 * (66,186-54-7,687*0,3639) = 4,69 мм
hc5 = 0,5 * (da5 - d5 - Sc5 * tg) = 0,5 * (129,186-117-7,687) = 4,499мм
4.2 Построение картины эвольвентного зацепления.
После вычисления расчетов производим профилирование зацепления. Вначале выбираем масштаб построения. Вначале выбираем масштаб построения, его следует выбрать таким, чтобы высота зуба составляла 40-50 мм. Возьмем 42 мм.
M = 42/h = 42/10,36 = 4,054
На листе откладываем на выбранном масштабе межосевое расстояние w=0405. Из центров 0405проводим окружности, радиусы которых были определены при расчетах:
Начальные окружности rв4 и rв5 касательная, к которым является линия зацепления N4 и N5, проходящей через полюс P;
Делительные окружности, r4и r5 расстояние между которыми равно воспринимаемому смещению;
Окружности вершин зубьев, rа4 и rа4и окружности впадин rf4и rf4, расстояние между которыми равно радиальному зазору;
Основные окружности rb4и rb5 .
Для получения эвольвентного профиля зуба колеса делим участок N1 Pлиний зацепления на 4 равных отрезка. Раствором циркуля от точки N откладываем полученный отрезок в обе стороны на основной окружности и на линию зацепления. Проводим касательные к основной окружности в полученных точках (1,2,3,4(N), a,b,c).
На полученных касательных откладываем отрезки, равные расстоянию от точки Pдо соответствующих точек линий зацепления.
Полученные точки соединяем плавной кривой - это и есть эвольвентный профиль зуба. полученную эвольвенту спрягаем с окружностью впадин. Таким же образом строится эвольвента для второго колеса.
Для построения профиля другой стороны зуба необходимо отложить по дуге делительной окружности половину толщины зуба. Через полученную точку.
Провести ось симметрии зуба, совместить центр и линию симметрии начерченного профиля зуба.
Чтобы построить профили еще двух зубьев от линии симметрии построенного зуба влево и вправо откладываем угловой шаг и наносим на чертеж профили двух зубьев первого колеса.
Список использованной литературы.
1. Кинетическое исследование механизмов: методические указания к курсовому проектированию/ С.В. Герасимов, А.Б. Исько, В.В Шипилов. - Братск: ФГБОУ ВПО "БрГУ", 2011.-55с.
2. Синтез эвольвентного зацепления:методические указания к курсовому проектированию/ С.В. Герасимов, А.Б. Исько, В.В Шипилов. - Братск: ГОУ ВПО "БрГУ", 2008.-48с.
3. Синтез зубчатых механизмов с применением ПЭВМ: методические указания к выполнению курсового по теории механизмов и машин. Составил А.И. Ермаков. Братск, 1994.-29с.
4. Курсовое проектирование по теории механизмов и машин: Учеб.пособие/ С.А. Попов, Г.А. Тимофеев; Под ред. К.В. Фролова, 6-е изд., - М; Высш. шк., 2008. - 458с.
5. Теории механизмов и машин:Учеб. для вузов К.В. Фролова, С.А. Попов, А.К. Мусатов и др; Под. Ред. К.В. Фролова. - М; Высш. шк., 1987. - 496с.
Документ
Категория
Рефераты
Просмотров
11
Размер файла
234 Кб
Теги
курсач
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа