Кинематический и силовой расчёт механизма. Определение осевого момента инерции маховика. Проектирование профиля кулачкового механизма. Проектирование зубчатого зацепления. Проектирование планетарного механизма

Зміст

Вступ 3

1.дКінематичне і силове дослідження механізму 4

1.1 Вихідні данн 4

1.2 Структурний аналіз механізму 5

1.3 Побудова положень механізму 6

1.4 Визначаємо швидкість точок і кутову швидкість ланок 6

1.5 Визначення прискорення точок та кутове прискорення ланок 8

1.6 Силовий розрахунок 11

2.дВизначення осьового моменту інерції маховика 18

2.1 Вихідні данні 18

2.2 Визначення сили Q 18

2.3 Визначення привідного моменту 19

2.4 Побудова графіків Мпр=f(?), AQ= f(?), Ap= f(?), ?E= f(?) 19

2.5 Побудова графіка Jпр=f(?) 20

2.6 Побудова діаграми енергомас 22

3. Проектування профілю кулачкового механізму 23

3.1 Вихідні данні 23

3.2 Визначення закону руху штовхача 23

3.3 Знаходження мінімального радіуса кулачка 25

3.4 Проектування профілю кулачка 27

4. Проектування зубчатого зачеплення 29

4.1 Вихідніданні 29

4.3 Проектування зачеплення 31

4.4 Визначаємо величини параметрів якості 33

4.5 Проектування планетарної передачі 33

4.5.1 Вихідні данні 33

4.5.2 Розрахунок параметрів планетарної передачі 34

4.5.3 Побудова планів лінійних і кутових швидкостей 35

5. Використана література 37

Вступ

Розвиток сучасної науки та техніки нерозривно зв’язан з бідуванням

нових машин, підвищуванням продуктивності та полегшуванням праці людей, а

також забезпечують засоби дослідження законів природи та життя людини.

З розвитком сучасної науки та техніки все ширше використовуються

системи машин автоматичної дії. Сукупність машин-автоматів, з’єднаних між

собою та призначених для здійснення певного технологічного процесу

називається автоматичною лінією.

В теорії механізмів вивчаються загальні методи дослідження властивостей

механізмів та проектування їх схеми незалежно від конкретного призначення

машини, приладу та апарата.

В теорії машин розглядаються загальні методи проектування машин. Обидві

частини теорії механізмів і машин невід’ємно зв’язані між собою, так як

механізми складають основу майже кожної машини.

При вивченні загальних властивостей механізмів необхідно виділити

найбільш суттєві загальні ознаки механізмів, відвертаючись від приватних

ознак, належних конкретному механізму. Наприклад, при вивченні кінематичних

властивостей механізмів достатнього мати його схему, складаючу відомості,

необхідні для визначення кінематичних характеристик : переміщення,

швидкості, прискорення.

Задачі теорії машин та механізмів дуже різноманітні, але важливості з

них можна розподілити по трьом розділам:

- аналіз механізмів;

- синтез механізмів;

- теорія машин-автоматів.

Аналіз механізмів становить дослідження кінематичних і динамічних

властивостей механізму по заданій схемі, а синтез механізму в проектуванні

схеми механізму по заданим його властивостям

1.дКінематичне і силове дослідження механізму.

2 Вихідні данні.

Транспортер (мал. 1)

Таблиця №1

|Довжина ланок |?1 |Маса ланок |

|О1А |О2В |ВС | |О1А |пол.А |ВА |ВС |пол.С |

|мм |мм |мм |1/с |кг |кг |кг |кг |кг |

|45 |50 |160 |80 |0,22 |0,21 |0,42 |0,85 |1,3 |

О1

О2

мал. 1).

5 6

мал. 2).

5 Структурний аналіз механізму.

Виконуємо аналіз кінематичного ланцюгу (мал. 2):

1-6 – обертальна кінематична пара 5-го класу;

1-2 - обертальна кінематична пара 5-го класу;

3-6 - обертальна кінематична пара 5-го класу;

3-4 - обертальна кінематична пара 5-го класу;

4-5 - обертальна кінематична пара 5-го класу;

2-3 - поступальна кінематична пара 5-го класу;

5-4 - поступальна кінематична пара 5-го клас.

Проаналізуємо кінематичні ланки (мал. 2):

1 – кривошип;

2 – куліса;

3 – коромисло;

4 – шатун;

5 – повзун;

6 – стояк.

Визначаємо рухомість механізму (мал.1) за формулою Чебишева:

[pic]

де: n - кількість ланок;

Р5 – кількість кінематичних пар 5-го класу;

Р4 – кількість кінематичних пар 4-го класу.

Визначаємо клас механізму, який дорівнює найвищому класу групи Ассура

входячої до складу механізму.

діада 2-го класу

2-го виду

діада 2-го класу

2-го виду

механізм 1-го класу

(мал. 3)

Висновок: даний механізм згідно проведеного аналізу відноситься до

механізму 2-го класу з рухомістю рівній одиниці. Це означає те, що нам

достатньо виконати ведучою лише одну ланку.

1.3 Побудова положень механізму.

На кресленні № 1 довільно вибираємо точку О1 . За розмірами відкладаємо

точку О2 . Навколо точки О1 проводимо коло радіусом О1А. З точки О2

проводимо дугу радіуса О2В. До кола О1А з дуги, через точку О2 проведемо

дотичні, і добудуємо інші точки і ланки методом насічок. Ці положення і є

крайніми положеннями механізму. Кожен із отриманих двох кутів поділимо на

чотири рівні кути. І добудуємо інші положення механізму методом насічок. Ми

отримаємо вісім положень механізму.

1.4 Визначаємо швидкість точок і кутову швидкість ланок.

Знайдемо швидкість точок і швидкість ланок для першого положення

механізму.

Визначаємо швидкість точки А

[pic]

На кресленні № 1 довільно вибираємо полюс P і перпендикулярно ланці О1А1

довжиною 50 мм провидимо відрізок, який і є графічним аналогом швидкості.

Визначаємо масштабний коефіцієнт:

[pic]

Швидкість точки А2 дорівнює швидкості точки А1 , так як куліса 2 і ланка

1 рухається разом.

Визначаємо швидкість точки А3 графічно, враховуючи систему:

[pic]

де: VA2 ,VO2 – переносні швидкості точки А3 ,

VA3A2 ,VA3O2 – відносні швидкості точки А3 .

На плані з точки О2 проводимо паралельну до А3О2 , а з полюса P

проводимо перпендикулярну до А3О2 . Точка їх перетину і буде точкою О3 .

з’єднуємо її з полюсом і отримуємо швидкість точки А3 .

Знаходимо дійсну швидкість точки А3:

[pic]

Визначаємо швидкість точки В за теоремою подібності (чергування букв, як

на механізмові так і на планові повинно співпадати при одному і тому ж

напрямку обходу):

[pic]

Знаходимо дійсну швидкість точки В:

[pic]

Визначаємо швидкість точки С, вирішуючи графічно:

[pic]

де: VВ – переносні швидкості точки С,

VСВ – відносні швидкості точки С.

З точки b проводимо перпендикуляр до ланки ВС і на перетині його з

горизонталлю, ми отримуємо точку С і з’єднавши її з полюсом ми отримуємо

графічний аналог швидкості точки С.

Знаходимо дійсну швидкість точки С:

[pic]

Кутову швидкість ланки 3 знаходимо, як відношення відповідної відносної

швидкості до її довжини:

[pic]

Аналогічно знаходимо кутову швидкість і для ланки 4:

[pic]

Для інших положень механізму розрахунки ведемо аналогічно, а результати

заносимо в таблицю № 2.

Таблиця № 2

| |0,8 |1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 |

|VA1=VA2 |м\с |3,6 |3,6 |3,6 |3,6 |3,6 |3,6 |3,6 |3,6 |

|VA3=VA3O2 |м\с |0 |2,88 |2,988 |0 |2,304 |3,528 |3,456 |2,232 |

|VB |м\с |0 |1,44 |1,584 |0 |0,72 |1,008 |1,008 |0,792 |

|VC |м\с |0 |1,368 |1,584 |0 |0,72 |1,008 |0,936 |0,72 |

|VA3A2 |м\с |3,6 |2,124 |2,016 |3,6 |2,738 |1,008 |1,08 |2,808 |

|VCB |м\с |0 |0,3168|0,288 |0 |0,218 |0,108 |0,144 |0,252 |

|?3 |1\с |0 |28,8 |31,68 |0 |14,4 |20,16 |20,16 |15,84 |

|?4 |1\с |0 |1,98 |1,8 |0 |1,35 |0,675 |0,9 |1,575 |

Так як куліса рухається поступально, то ?2 не буде.

1.5 Визначення прискорення точок та кутове прискорення ланок.

Розглянемо прискорення точок та кутове прискорення ланок на прикладі

першого положення.

Визначаємо прискорення точки А:

[pic]

На кресленні № 1 довільно вибираємо полюс точку ? і проводимо відрізок

?? , довжиною 100 мм і паралельно О1А, це і є графічний аналог прискорення

точки А.

Визначаємо масштабний коефіцієнт:

[pic]

Прискорення точки А2 дорівнює прискорення точки А1 , так як вони

рухаються разом.

Визначаємо прискорення точки А3 графічно вирішуючи систему:

[pic]

де: ?A3A2K – відносне каріолісове прискорення точки А3

?А3А2?, ?А3О2? – відносне тангенціальне прискорення точки А3

[pic]

Перераховуємо в графічний аналог:

[pic]

Порахуємо відносне нормальне прискорення точки А3:

[pic]

Перераховуємо в графічний аналог:

[pic]

На плані (креслення №1) з точки ?3 відкладаємо перпендикулярно ланці АО2

відрізок ?2?3’ і з кінця якого проводимо паралельно до АО2 промінь. З

полюса паралельно АО2 відкладаємо відрізок ??3’’, з кінця якого проводимо

перпендикуляр до АО2 і на перетині променя проведеного з точки ?3’ і з

точки ?3’’ ми отримуємо точку ?3 , з’єднавши її з полюсом ми отримаємо

графічний аналог прискорення точки А3.

Знаходимо дійсне прискорення точки А3:

[pic]

Визначаємо прискорення точки В за теоремою подібності:

[pic]

Знаходимо дійсне прискорення точки В:

[pic]

Визначаємо прискорення точки С вирішуючи рівняння графічно:

[pic]

де: ?СВn – відносне нормальне прискорення точки С

?СВ? – відносне тангенціальне прискорення точки С

Знайдемо відносне нормальне прискорення точки С:

[pic]

Перерахуємо в графічний аналог:

[pic]

З точки В відкладаємо відрізок ВС’ паралельно до ланки ВС. З кінця якого

проводимо перпендикуляр до перетину з горизонталлю. Точка їх перетину і

буде точкою С, з’єднавши її з полюсом ми отримаємо графічний аналог

прискорення точки С.

Знайдемо дійсне прискорення точки С:

[pic]

Кутове прискорення третьої ланки знаходимо як відношення відповідного

відносного тангенціального прискорення до його довжини:

[pic]

Аналогічно розраховуємо кутове прискорення для четвертої ланки

[pic]

Аналогічно розраховуємо все і для нульового положення механізму.

1.6 Силовий розрахунок.

Силовий розрахунок розглянемо на прикладі першого положення механізму.

Розрахуємо моменти інерції:

[pic]

де: JS3 , JS4 – осьовий момент інерції.

Розраховуємо сили інерції ланок і ваги:

[pic]

Визначимо масштабний коефіцієнт:

[pic]

Перерахуємо сили в графічний аналог

[pic]

Перерахуємо вагу в графічний аналог:

[pic]

Вилучаємо з механізму ланку 4-5. Складаємо суму моментів відносно точки

В і знаходимо реакцію R65.

[pic]

Перерахуємо реакцію R65 в графічний аналог:

[pic]

Складемо векторне рівняння суми всіх сил діючих на ланку 4-5:

[pic]

Будуємо силовий многокутник, з якого знаходимо реакцію R34:

[pic]

Знаходимо дійсну реакцію R34:

[pic]

Вилучаємо з механізму ланку 3.

Складемо суму моментів відносно точки О2 і знайдемо реакцію R23:

[pic]

Перерахуємо реакцію R23 в графічний аналог:

[pic]

Складемо векторну суму всіх сил діючих на ланку:

[pic]

Будуємо силовий многокутник і знаходимо реакцію R63:

[pic]

Знайдемо дійсне значення реакції R63:

[pic]

Вилучаємо з механізму ланку 2 і складаємо векторне рівняння:

[pic]

Будуємо силовий многокутник і знаходимо реакцію R12:

[pic]

Знайдемо дійсне значення реакції R12:

[pic]

Вилучаємо з механізму ланку 1

Складаємо суму моментів відносно точки О, і знаходимо зрівноважуючий

момент:

[pic]

Складемо векторне рівняння усіх сил діючих на ланку:

[pic]

Будуємо силовий многокутник і знаходимо реакцію R61:

[pic]

Знаходимо дійсне значення реакції R61:

[pic]

1.7 Важіль Жуковського.

Візьмемо план швидкості для першого положення і повернемо його на 90°.

Знесемо на нього усі зовнішні сили. Сума моментів відносно полюса дасть нам

зрівноважуючий момент.

[pic]

Розрахуємо похибку між моментом отриманим з силового розрахунку і

моментом отриманим з важеля

[pic]

що задовольняє розрахункам.

1.8 Графіки.

На осі ординат відкладаємо переміщення повзуна, а на осі абсцис кут

повороту кривошипу.

Визначимо масштабний коефіцієнт

[pic]

де: Х – відрізок на осі абсцис.

[pic]

де: С0С3 – відстань між мертвими положеннями;

Y3 - відстань на осі ординат на графіку, відповідаючи відстані між

мертвими положеннями.

Кути повороту отримані при побудові положень механізму, перераховуємо за

формулою у довжині

[pic]

Перераховуємо переміщення повзуна:

[pic]

На графіку на осі абсцис відкладаємо довжини ?i.. З отриманих точок

проводимо промені. На відповідних променях відкладаємо відповідні довжини

Si.. З’єднавши отримані точки отримаємо графік переміщень

[pic]

Графічно диференціюючи цей графік ми отримаємо “аналог швидкостей” в

масштабі:

[pic]

де: Нi – відстань від осі ординат до полюса Р1.

Графічно диференціюючи графік “аналог швидкостей”, ми отримаємо графік

“аналог прискорення” в масштабі:

[pic]

де: Н2 – відстань від осі ординат до полюса Р2.

2.дВизначення осьового моменту інерції маховика.

2.1 Вихідні данні.

Вихідними даними є данні креслення № 1, крім того додається закон зміни

сили Q та коефіцієнт нерівномірності руху ?.

Sc (мал. 4)

Закон зміни сили Q

Коефіцієнт нерівномірності руху - [pic]

2.2 Визначення сили Q.

На кресленні № 1, на вісь переміщення повзуна наносимо закон зміни сили

Q і з точок робочого ходу проводимо відрізки. Це є граничні аналоги сил Q

для положень робочого ходу, для холостого ходу сили Q приймаємо рівними

нулю, так як закон зміни сили Q прямокутник.

Тому:

[pic]

С1 С2 С3 С4 С5 С6 С7 С8

(мал. 5)

2.3 Визначення привідного моменту.

Страницы: 1, 2

МЕНЮ

ИНТЕРЕСНОЕ