Теория механизмов и машин
Работа добавлена на сайт samzan.net:
Министерство образования и науки Российской Федерации
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра КСМ
Допускаю к защите
Руководитель Королев П.В.
Расчет механизма пресса
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту по дисциплине
Теория механизмов и машин
01.06.00.00.ПЗ
Выполнил студент группы ММу-01-2 Гладких А.Ю.
Нормоконтроль
Курсовой проект защищен
с оценкой
СОДЕРЖАНИЕ
- 1 Определение недостающих размеров
- 2 Структурный анализ механизма
- 3 Первая задача кинематического анализа
- 4 Вторая задача кинематического анализа
- 5 Третья задача кинематического анализа механизма
- 6 Кинематические диаграммы
- 7 Определение реакций опор для группы Ассура
- 8 Расчет ведущего звена
- 9 Рычаг Жуковского
- 10 Определение передаточных чисел четырех типовых планетарных редукторов
- 11 Синтез зубчатого зацепления
- 12 Вычерчивание элементов зубчатого зацепления
- 13 Определение коэффициента перекрытия
- Литература
- ММу-01-2
Задание
Лист №1
|
№ п/п |
n1 об/мин |
S м |
|
М1 |
М2 |
М3 |
Рmax |
№ положения для силового расчета |
|
6 |
2250 |
0,83 |
0,22 |
397 |
1405,5 |
2342,5 |
32000 |
6 |
Отношение длины кривошипа к длине шатуна
Центр масс кривошипа (точкаS1) совпадает с точкой О.
Центр масс шатуна (точкаS2) находится на расстоянии:
Центр масс ползуна(точкаS2) совпадает с точкой В.
Лист № 2
Z1=10Z2=22m=15
1 Определение недостающих размеров
1.1 Определяем длину кривошипа
(1)
гдеS – максимальный ход ползуна, м;
S=0,83м /с.2/
1.2 Определяем длину шатуна
(2)
где - отношение длины кривошипа к длине шатуна
=0,22
2Структурный анализ механизма
Для этого чертим, данный механизм и проставляем на нем все подвижные звенья, а заглавными буквами латинского алфавита обозначаем все кинематические пары и класс кинематической пары.
рисунок 1
1 – кривошип;
2 – шатун;
3 – ползун;
О5 – кинематическая пара пятого класса, низшая;
А5 - кинематическая пара пятого класса, низшая;
В5 - кинематическая пара пятого класса, низшая;
С5 - кинематическая пара пятого класса, низшая.
2.1 Определяем степень подвижности механизма
/1 /(3)
гдеn – число подвижных звеньев;
р5 – число кинематических пар пятого класса
р4 - число кинематических пар четвертого класса
n=3
р5=4
р4=0
Лишних степеней свободы, высших кинематических пар, пассивных связей в механизме нет.
2.2 Отсоединяем от механизма группу Ассура второго класса
При этом оставшийся механизм должен продолжать работать, а степень подвижности его не меняется.
Рисунок 2 – группа Ассура 2-го класса
2.2.1 Проверяем степень подвижности оставшегося механизма
Рисунок 3 - оставшейся механизм
гдеn=3
р5=4
Класс механизма второй, так как отсоединенная группа Ассура второго класса, второй группы, второго порядка.
3 Первая задача кинематического анализа
3.1 Выбираем масштаб схемы механизма
Масштаб должен быть таким, чтобы длины всех отрезков вошли на чертеж. Он должен браться из стандартного ряда.
(5)
гдеAB – отрезок длинны шатуна на плане скоростей, мм
AB=188,5мм /с.4/
LAB=1,885м
3.2 Определяем размеры кривошипа на чертеже
где LAO=0.415м /с.4/
Строим восемь положений механизма.
Для этого на ватмане чертим две оси. На пересечении их устанавливаем циркуль, размер которого равен длине кривошипа на чертеже, и проводим окружность. Данную окружность разбиваем на восемь равных частей(угол деления равен 450). Полученные линии будут являться положениями кривошипа(Рисунок 4).
Рисунок 4 – положения кривошипа
В каждое положение кривошипа устанавливаем циркуль, размер которого равен размеру шатуна на чертеже, и проводим им так, чтобы окружность пересеклась с горизонтальной осью. Эти пересечения и будут являться положениями шатуна. Соединяем линиями соответствующие положения шатуна и кривошипа (Рисунок 5) .
Рисунок 5 - первое положение механизма.
4Вторая задача кинематического анализа
4.1 Определяем скорость ведущего звена
Скорость звена всегда перпендикулярна данному звену и направлена в ту же сторону, что и угловая скорость данного звена.
рисунок 6 – скорость ведущего звена
(6)
гдеW1 – угловая скорость ведущего звена, с-1
(7)
гдеn – частота вращения кривошипа, об/мин
n=2250об/мин /с.2/
LAO – 0,415м /с.4/
4.2Определяем масштаб плана скоростей
(8)
гдеV’A – отрезок скорости ведущего звена на плане скоростей, мм
V’A=97,72мм
4.3 Определяем скорость группы Ассура для каждого положения
Рисунок 7 – направление скоростей
(9)
гдеVBAx – скорость шатуна в х - положении.
Строим восемь планов скоростей.
Для этого на ватмане берем произвольную точку (полюс). Переносим параллельно (в заданном положении механизма) вектор скоростиVA, через данную точку. Из полюса откладываем его длину в масштабе на планеcкоростей (рисунок 8).
Рисунок 8 – направление скорости ведущего звена
В конец вектораVа параллельно переносим векторVВА, но направление его мы не знаем. Поэтому проводим его как в одну, так и в другую сторону относительно конца вектораVа (рисунок 9).
Рисунок 9
Так же параллельно переносим векторVB в полюс, но направление мы также не знаем. Поэтому проводим его как в одну, так и в другую сторону. Пересечение векторовVB иVа даст нам их длины. Указываем направление векторовVB иVа согласно уравнению (9). Для нахождения скорости средней точки шатунаS2 нужно провести вектор из полюса к середине участкаab(рисунок 10).
Рисунок 10
Длина каждого вектора является скоростью для каждого звена.
4.3.1 Определяем скорость ползуна в каждом положении
(10)
где [P,b]x – длина отрезкаP,b для х – положения, мм
V=1м/с/мм /с.9/
4.3.2 Определяем скорость шатуна в каждом положении
(11)
[a,b]x – длина отрезкаa,b для х – положения, мм
4.3.3 Определяем скорость в точкеS2 в каждом положении
(12)
[P,S2]x – длина отрезкаP,S2 для х – положения, мм
Числовые значения длин отрезков и скоростей приведены в таблице 1
Таблица 1
|
№ положения |
[P,b],мм |
VB, м/с |
[а,b],мм |
VBA, м/с |
[P,S2],мм |
VS, м/с |
|
1 |
80,03 |
80,03 |
69,95 |
69,95 |
82,18 |
82,18 |
|
2 |
97,72 |
97,72 |
0 |
0 |
97,72 |
97,72 |
|
3 |
58,17 |
58,17 |
69,95 |
69,95 |
72,4 |
72,4 |
|
4 |
0 |
0 |
97,72 |
97,72 |
48,86 |
48,86 |
|
5 |
58,17 |
58,17 |
69,95 |
69,95 |
72,4 |
72,4 |
|
6 |
97,72 |
97,72 |
0 |
0 |
97,72 |
97,72 |
|
7 |
80,03 |
80,03 |
69,95 |
69,95 |
82,18 |
82,18 |
|
8 |
0 |
0 |
97,72 |
97,72 |
48,86 |
48,86 |
4.4 Определяем угловую скорость для шатуна в каждом положении
(13)
гдеVBax – скорость шатуна в х – положении, м/с
LАВ=1,885м
Числовые значения угловых скоростей приведены в таблице 2
Таблица 2
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
VBA, м/с |
69,95 |
0 |
69,95 |
97,72 |
69,95 |
0 |
69,95 |
97,72 |
|
W2, с-1 |
37,1 |
0 |
37,1 |
51,8 |
37,1 |
0 |
37,1 |
51,8 |
5 Третья задача кинематического анализа механизма
Относительное ускорение состоит из нормальной и тангенциальной составляющей. Нормальная составляющая относительного ускорения всегда направлена к центру вращения. Тангенциальная составляющая относительного ускорения направлена перпендикулярно звену в сторону углового ускорения.
5.1 Определяем ускорение для ведущего звена
рисунок 11
(14)
где а0 – ускорение в точке 0, м/с2
аАО – ускорение звена АО, м/с2
а0=0
(15)
где аnАО – нормальная составляющая ускорения аАО, м/с2
аАО – тангенциальная составляющая ускорения аАО, м/с2
так какW1=const, то аАО=0
(16)
W1=235.5c-1/с.9/
LAB=0.415м /с.4/
5.2 Определяем ускорение для группы Ассура в каждом положение
Рисунок 12
(17)
где аВАх – ускорение звена ВА, м/с2
(18)
(19)
где аnBA – нормальная составляющая ускорения аBA, м/с2
аBA – тангенциальная составляющая ускорения аBA, м/с2
(20)
гдеW2х – угловая скорость шатуна, с-1 /с.13, табл.2/
LAB=1.885м
Числовые значения приведены в таблице 3
Таблица 3
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
W2, с-1 |
37.1 |
0 |
37.1 |
51.8 |
37.1 |
0 |
37.1 |
51.8 |
|
аnBA,м/с |
2596 |
0 |
2596 |
5058 |
2596 |
0 |
2596 |
5058 |
5.3 Определяем масштаб плана ускорения
(21)
где а’А – отрезок ускорения ведущего звена на плане ускорения в 1, 3, 5, 7 положениях мм
а’А=115,08мм
5.4 Определяем размер отрезка нормальной составляющей ускорения аnВА в 1, 3, 5, 7, положениях на плане ускорения
(22)
где аnВА=2596м/с2 /с.15, табл.3/
5.5 Определяем размер отрезка нормальной составляющей ускорения аnВА в 4,8 положениях на плане ускорения
аnВА=5058м/с2
Отрезок аnВА во 2 и 6 положениях равен нулю.
Строим восемь планов ускорения.
Принцип построения плана ускорений такой же, как и у плана скоростей.
На ватмане берем любую точку (полюс). В начале переносим параллельно (в заданном положении механизма) вектор аА через эту точку. Откладываем его длину в масштабе от полюса. В конец вектора аА параллельно переносим вектор аnВА. Откладываем его длину в масштабе от конца вектора аА (Рисунок 13).
Рисунок 13
В конец вектора аnВА переносим параллельно вектор аВА, но направление мы не знаем. Поэтому проводим этот вектор в обе стороны относительно конца вектора аnВА. В полюсную точку переносим параллельно вектор аВ, но направление его мы также не знаем. Поэтому проводим этот вектор в обе стороны относительно полюса. Пересечение векторов аnВА и аВ дадут нам их длины. Указываем направление аnВА и аВ согласно уравнению. Для нахождения ускорения средней точки ШатунаS2 нужно соединить точкиa иb прямой линией и направить вектор ускорения из полюса к середине прямойab. (рисунок 14).
Отрезок аnВА во 2 и 6 положениях равен нулю. Следовательно вектор аВА будет выходить из конца вектора аА.
Рисунок 14
5.6 Определяем тангенциальное ускорение шатуна в каждом положении
(23)
где [] – длина отрезка для х – положения
=200м/с2/мм /с.16/
5.7 Определяем ускорения ползуна в каждом положении
(24)
[P,b]x – длина отрезкаPb для х – положения
5.8 Определяем ускорение в точкеS2
(25)
[P,S2]х – длина отрезка [P,S2] в х – положении
Числовые значения ускорений приведены в таблице 4
Таблица 4
|
№ положения |
[], мм |
аBA м/с2 |
[P,b], мм |
аBA, м/с2 |
[P,S2]мм |
aS2 м/с2 |
|
1 |
80,33 |
16066 |
81,69 |
16338 |
91,12 |
18224 |
|
2 |
117,97 |
23586 |
25,97 |
5194 |
58,99 |
11798 |
|
3 |
80,33 |
16066 |
81,05 |
16210 |
90,74 |
18148 |
|
4 |
0 |
0 |
89,79 |
17958 |
102,3 |
20460 |
|
5 |
80,33 |
16066 |
81,05 |
16210 |
90,74 |
18148 |
|
6 |
117,97 |
23586 |
25,97 |
5194 |
58,99 |
11798 |
|
7 |
80,33 |
16066 |
81,69 |
16338 |
91,12 |
18224 |
|
8 |
0 |
0 |
89,79 |
17958 |
102,3 |
20460 |
5.9 Определяем угловые ускорения для каждого положения
(26)
аВАх –тангенциальная составляющая ускорения в х –положении, м/с2 /табл.4/
LAB=1,885м /с.4/
Числовые значения углового ускорения приведены в таблице 5
таблице 5
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
аВА м/с2 |
16066 |
23586 |
16066 |
0 |
16066 |
23586 |
16066 |
0 |
|
, с-2 |
8523 |
12512 |
8523 |
0 |
8523 |
12512 |
8523 |
0 |
6 Кинематические диаграммы
Построим диаграммы перемещения, скорости, ускорения в зависимости от угла поворота кривошипа.
6.1 Выбираем масштаб угла поворота кривошипа
(27)
где - угол поворота за один оборот
L – длина угла поворота кривошипа на графике за один оборот, мм
=3600
L=180мм
6.2 Диаграмма перемещения
6.2.1 Выбираем масштаб
(28)
гдеe=0,01м/мм /с.7/
Строим диаграмму
Примем за нулевую точк верхнее положение шатуна В8. На ватмане нанесем оси координат. За осьY возьмем перемещение ползуна, а за Х возьмем угол поворота кривошипа. На графике длину угла поворота кривошипа разбиваем на восемь его положений (т.е.L/8). Точку пересечение осей примем за ноль.
На графике восьми положений механизма измеряем расстояние от нулевого положения механизма (В0) до его первого положения (В1). Это расстояние откладываем на графике от нуля по координатеS. Пересечение первого положения кривошипа с первым положением шатуна даст нам искомую точку. Таким же методом строим точки для всех оставшихся положений. Так же нужно построить точки и для второго оборота кривошипа в первом и втором положениях. Затем нужно соединить эти точки, начиная с нуля (рисунок15).
Рисунок 15 – диаграмма перемещения
6.3 Диаграмма скорости
6.3.1 Определяем масштаб
(29)
где НV – полюсное расстояние на графике скорости, мм
НV=20мм
(30)
L=180мм
Строим график.
Для этого строим на ватмане оси координат. За осьY возьмем скоростьV, а за Х возьмем угол поворота кривошипа. Откладываем полюсное расстояниеHV. Точки угла поворота кривошипа будут совпадать с первым графиком. С графика перемещения переносим параллельно линию перемещений (S1) в полюсную точку (OV). Продлеваем ее до пересечения с осью
V. Из полученной точки продлеваем линию параллельно оси до пересечения с первым положением кривошипа. Полученый участок 01 разобьем пополам. Аналогично поступаем с остальными линиями(рисунок16).
Рисунок 16
Полученные середины участков соединяем кривой линией по лекалу, начиная с нулевой точки (Рисунок17).
Рисунок 17
Кривую линию заменяем прямыми. То есть, начиная из нулевого положения, проводим линию до пересечения кривой линии и первого положения кривошипа на участке 01. На участке 12 проводим линию от пересечения первого положения кривошипа с кривой линией до пересечения кривой линии со вторым положением кривошипа. Аналогично поступаем и с другими участками (рисунок 18).
Рисунок 18 – диаграмма скорости
6.4 Диаграмма ускорения
6.4.1 Определяем масштаб
(31)
Где На – полюсное расстояние на графике ускорения, мм
v=0,01(м/с)/мм /с.20/
На=30мм
=0,04 рад/м /с.20/
Строим график.
Для этого строим на ватмане оси координат. За осьY возьмем ускорение а, а за Х возьмем угол поворота кривошипа. Откладываем полюсное расстояниеHа. Точки угла поворота кривошипа будут совпадать с первым графиком. Данный график строится аналогично графику скорости, но линии переносим в полюсную точку со второго графика. Построение кривой начинается не с нулевой точки, а с середины участка 12 (Рисунок 19).
Рисунок 19
Полученная кривая на участке 82 будет соответствовать кривой 02. Поэтому мы эту кривую и переносим на участок 02.
Кривую заменяем прямыми аналогично как при построении второго графика (Рисунок 20)
Рисунок 20
7 Определение реакций опор для группы Ассура
Рисунок 21 – действие сил в заданном положение механизма для расчета
Для построения всех сил нужно знать что:
- силы инерции Рi всегда направлены в противоположную сторону ускорению центра масс звена;
- момент инерции направлен в противоположную сторону угловому ускорению звена, для заданного положения механизма;
- сила прессования направлена в противоположную сторону рабочему ходу механизма;
- силы тяжести направлены вниз;
- силаR03 ,с которой действует стойка на ползун направлена вверх;
- направления тангенциальной и нормальной составляющей силы с которой действует кривошип на шатун, мы не знаем, поэтому первоначально их направляем в любом направлении.
7.1Определяем силу тяжести шатуна
(32)
гдеm2 – масса шатуна, кг
q – ускорение свободного падения, м/с2
m2=1405.5кг /с.2/
q=9,81 м/с2
7.2 Определяем силу тяжести ползуна
(33)
гдеm3 – масса ползуна, кг
m3=2342,5кг /с.2/
7.3 Определяем силу инерции шатуна
(34)
где аS6 – ускорение относительно центра масс шатуна в шестом положении
аS6= 11798 м/с2 /с.18, табл.4/
7.4 Определяем силу инерции ползуна
(35)
где аВ6 – ускорение относительно центра масс ползуна в шестом положении
аВ6= 5194 м/с2 /с.18, табл.20/
7.5 Определяем момент инерции пары сил
(36)
где - угловое ускорение, рад/с2
JS – момент инерции шатуна относительно оси, проходящей через центр тяжести
(37)
LAB=1,885м /с.4/
m2=1405.5кг /с.2/
2=12512 /с.18, табл.18/
7.6 Найдем сумму всех сил относительно точки В
(38)
гдеRТ12 –тангенциальная составляющая реакции, с которой действует кривошип на шатун, Н
h2 – плечо силы тяжести относительно точки В, мм
hi2 - плечо силы инерции относительно точки В,мм
G2=13788H
h2=91,2мм
hi2=84,47 мм
е=0,01м/мм /с. 5/
Pi2=16582089H /с. 25/
AB=185.5мм /с. 4/
(39)
Получилось выражение со знаком «-», следовательно нужно изменить направление вектора RТ12 на противоположное.
7.7 Составим векторное уравнение
(40)
гдеRn12 – нормальная составляющая силы, с которой действует кривошип на шатун, Н
Рпрес – сила прессования механизма, Н
R03 – сила с которой действует стойка на ползун, Н
RT12=1601767H
G2=13788 H
Pi2=16582089H /с. 25/
Pi3=12166945H /с. 25/
G3=22980H /с.25/
Pпрес=320000Н /с. 2/
7.8 Выбираем масштаб
7.9 Определяем на графике длины всех сил
(41)
гдеZx – действующая сила
R=110000Н/мм /с. 26/
Численные значения длин векторов сил на графике приведены в таблице 6
Таблица 6
|
Zx |
RT12 |
G2 |
Pi2 |
Pi3 |
G3 |
Pпрес |
|
Значение, Н |
1601767 |
13788 |
16582089 |
12166945 |
22980 |
320000 |
|
N, мм |
16 |
0,13 |
165,8 |
121,6 |
0,2 |
3,2 |
Строим график данного векторного уравнения и найдемR03 иRn12
На ватмане бумаги берем произвольную точку. В эту точку с заданного положения механизма для расчета переносим вектор силыRT12в масштабе. Так как у нас векторное уравнение то остальные вектора сил переносятся так же параллельно в конец предыдущего вектора(рисунок 22).
Для нахождения вектораRn12 параллельно переносим его в начальную точку и проводим до пересечения с векторомR03. Расставляем их направления (рисунок 23).
Для нахождения силыR12 надо направит вектор от начала вектораRn12 к концу вектораRn12.(рисунок 23)
Рисунок 22
Рисунок 23
7.10 Определяем силу, с которой действует кривошип на группу Ассура
(42)
гдеV – длина вектораR12 на графике, мм
V=162,14 мм/с. 27, табл.6/
R=100000 Н/мм /с. 26/
8 Расчет ведущего звена
8.1 Схема нагрузки сил на кривошип
8.1.1 Для этого надо отсоединить ведущие звено от стойки, а действие стойки заменить реакцией
Рисунок 24
Так как мы не знаем направление и линию действия реакции первоначально их задаем произвольно.
8.1.2 Приложим к звену все известные силы
8.1.2.1 Сила тяжести кривошипа
(43)
гдеm1=937 кг /с. 2/
q=9,81 м/с2
8.1.2.2 Сила инерции кривошипа
(44)
где аS1 – ускорение центра масс кривошипа
аS1=а0
а0 – ускорение кривошипа в точке 0
а0=0
аS1=0
Данная сила будет отсутствовать
8.1.2.3 Момент инерции кривошипа
(45)
где1 – угловое ускорение кривошипа
1=0
Данный момент будет отсутствовать
Рисунок 25
8.1.3 Приложим к ведущему звену силу реакции группы Ассура
(46)
R12=16214000 /с.28/
Она будет равняться по величине, но направлена в противоположную сторону(Рисунок 26 ).
Рисунок 26
8.1.4 Приложим неизвестную силу
Направление и линию действия этой силы Рур мы незнаем. Приложим эту силу в любой точке кроме оси вращения кривошипа. Для удобства приложим ее в конце кривошипа под прямым углом к нему (Рисунок 27).
Рисунок 27 – схема нагрузки сил на кривошип в заданном положении для расчета
8.2 Найдем сумму моментов всех сил относительно точки О
(47)
гдеh21 – плече силыR21 относительно точки 0, мм
АО=41,5мм /с. 4/
R21=16214000Н /с.30/
h21=41,2мм
(48)
8.3 Составляем векторное уравнение
(49)
R01 – сила с которой стойка действует на кривошип, Н
R21=16214000Н /с.30/
G1=9192Н /с. 29/
8.4 Выбираем масштаб
8.5 Определяем длины векторов всех сил на графике
(50)
гдеР=100000 Н/мм
Численные значения длин векторов сил на графике приведены в таблице 7
Таблица 7
|
ZХ |
R12 |
Рур |
G1 |
|
Значение, Н |
16214000 |
16096790 |
9192 |
|
N, мм |
162,14 |
160,9 |
0.09 |
Строим график данного векторного уравнения и найдемR01
Для этого на ватмане возьмем произвольную точку. Начинаем переносить вектора с этой точки. Переносим все векторы параллельно самим себе друг за другом. Для нахождения вектораR01соединяем линией конец последнего вектора с начальной точкой. Указываем направление. (Рисунок 28).
Рисунок 28
8.6 Определяем численное значение силыR01
(51)
гдеD – длина вектораR01 на графике
D=19,58мм
Р=100000Н/мм /с. 32/
9Рычаг Жуковского
9.1 Строим схему нагрузки сил на механизм в заданном положении для расчета
Момент инерции заменяем парой сил.
Надо обращать внимание на верность направление этих сил.
Рисунок 29
9.2 Построения сил на плане скорости
Берем план скорости для заданного положения механизма для расчета и поворачиваем его на 900. Теперь все силы параллельно самим себе переносим со схемы нагрузки сил на механизм в соответствующие точки (a иb) плана скоростей (Рисунок 30) .
Рисунок 30
9.3 Составляем векторное уравнение
гдеhi2 – плече силыPi2 относительно полюса, мм
Р’2 иP”2 – пары сил, Н
h”2 иh’2 –плечи пары сил, мм
гдеMi2=15621232Hм /с.25/
LAB=1.885м /с. 4/
h”2=h’2=21,3мм
[Ра]=97,72мм
hi2=21,5мм
Pi2=16582089H /с.25/
Рпресс=320000Н /с. 4/
Pi3=12166945H /с. 25/
9.4 Сравнение результатов
Полученный результат уравновешенной силы полученный методом рычага Жуковского сравниваем с полученным результатом уравновешенной сила при расчете ведущего звена. Разница этих данных не должна превышать 5%.
(52)
где РЖур – уравновешающия сила полученная методом рычага Жуковского, Н
РВЗур – уровновешающия сила полученная при расчете ведущего звена, Н
РВЗур=16136019Н /с. 32/
10 Определение передаточных чисел четырех типовых планетарных редукторов
10.1 Определение передаточного числа планетарного редукторов с двумя внешними зацеплениями
Рисунок 31
1 – неподвижное звено;
2, 3 – блок сателлитов;
4 – подвижное колесо;
Н – водило;
А5 - кинематическая пара пятого класса, низшая;
D5 - кинематическая пара пятого класса, низшая;
N5 - кинематическая пара пятого класса, низшая;
С4 - кинематическая пара четвертого класса, высшая;
В4 - кинематическая пара четвертого класса, высшая;
10.1.1 Определяем степень подвижности
(53)
гдеn=3
р5=3
р4=2
Если степень подвижности равна единицы, то данный редуктор является планетарным.
10.1.2 Определяем передаточное отношение от подвижного колеса к водилу
Верхний индекс показывает, какое звено неподвижно.
Мысленно остановить водило, и заменить неподвижное колесо подвижным. Теперь следует определять от подвижного колеса к тому колесу, которое было неподвижным. Полученный результат нужно вычесть из единицы.
(54)
гдеm – число внешних зацеплений;
UH41 – передаточное отношение от 4 к 1 колесу
(55)
гдеU4.3 – передаточное отношение от 4 к 3 колесу
U21 – передаточное отношение от 2 к 1 колесу
m=2
(56)
гдеZ3 – число зубьев третьего сателлита;
Z4 – число зубьев подвижного колеса 4;
Z3=19
Z4=45
(57)
гдеZ1 – число зубьев неподвижного колеса 1;
Z4 – число зубьев подвижного колеса 4;
Z1=47
Z2=18
10.1.3 Определяем передаточное отношение от водила к подвижному колесу
Искомое передаточное отношение обратное передаточному отношению от подвижного колеса к водилу. Следовательно, нужно 1 поделить на передаточное отношение от подвижного колеса к водилу.
(58)
10.2 Определение передаточного числа планетарного редуктора с одним внешними и одним внутренним зацеплениями
Рисунок 32
1 – неподвижное звено;
2, 3 – блок сотилитов;
4 – подвижное колесо;
Н – водило;
А5 - кинематическая пара пятого класса, низшая;
D5 - кинематическая пара пятого класса, низшая;
N5 - кинематическая пара пятого класса, низшая;
С4 - кинематическая пара пятого класса, высшая;
В4 - кинематическая пара пятого класса, высшая;
10.2.1 Определяем степень подвижности
гдеn=3
р5=3
р4=2
10.2.2 Определяем передаточное отношение от подвижного колеса к водилу
(59)
гдеm – число внешних зацеплений;
UH41 – передаточное отношение от 4 к 1 колесу
(60)
гдеU4.3 – передаточное отношение от 4 к 3 колесу
U21 – передаточное отношение от 2 к 1 колесу
m=1
(61)
гдеZ3 – число зубьев третьего сателлита;
Z4 – число зубьев подвижного колеса 4;
Z3=19
Z4=45
(62)
гдеZ1 – число зубьев неподвижного колеса 1;
Z4 – число зубьев подвижного колеса 4;
Z1=47
Z2=18
10.2.2 Определяем передаточное отношение от водила к подвижному колесу
(63)
10.3 Определение передаточного числа планетарного редукторов с двумя внутренним зацеплениями
Рисунок 33
1 – неподвижное звено;
2, 3 – блок сателлитов;
4 – подвижное колесо;
Н – водило;
А5 - кинематическая пара пятого класса, низшая;
D5 - кинематическая пара пятого класса, низшая;
N5 - кинематическая пара пятого класса, низшая;
С4 - кинематическая пара четвертого класса, высшая;
В4 - кинематическая пара четвертого класса, высшая;
10.3.1 Определяем степень подвижности
гдеn=3
р5=3
р4=2
10.3.2 Определяем передаточное отношение от подвижного колеса к водилу
(64)
гдеm – число внешних зацеплений;
UH41 – передаточное отношение от 4 к 1 колесу
(65)
гдеU4.3 – передаточное отношение от 4 к 3 колесу
U21 – передаточное отношение от 2 к 1 колесу
m=0
(66)
гдеZ3 – число зубьев третьего сателлита;
Z4 – число зубьев подвижного колеса 4;
Z3=18
Z4=59
(67)
гдеZ1 – число зубьев неподвижного колеса 1;
Z4 – число зубьев подвижного колеса 4;
Z1=60
Z2=19
10.3.3 Определяем передаточное отношение от водила к подвижному колесу
(68)
10.4 Определение передаточного числа планетарного редукторов с внутренним зацеплением и паразитным колесом
1 – неподвижное звено;
2 – сателлит;
4 – подвижное колесо;
Н – водило;
А5 - кинематическая пара пятого класса, низшая;
D5 - кинематическая пара пятого класса, низшая;
N5 - кинематическая пара пятого класса, низшая;
С4 - кинематическая пара четвертого класса, высшая;
В4 - кинематическая пара четвертого класса, высшая;
10.4.1 Определяем степень подвижности
гдеn=3
р5=3
р4=2
10.4.2 Определяем передаточное отношение от подвижного колеса к водилу
(69)
гдеm – число внешних зацеплений;
UH41 – передаточное отношение от 4 к 1 колесу
(70)
гдеU4.2 – передаточное отношение от 4 ко 2 колесу
U21 – передаточное отношение от 2 к 1 колесу
m=1
(71)
гдеZ2 – число зубьев сателлита;
Z4 – число зубьев подвижного колеса 4;
Z2=20
Z4=25
(72)
гдеZ1 – число зубьев неподвижного колеса 1;
Z4 – число зубьев подвижного колеса 4;
Z1=65
Z2=20
10.4.3 Определяем передаточное отношение от водила к подвижному колесу
(73)
11 Синтез зубчатого зацепления
11.1 Шаг зацепления по делительной окружности
/2,c.47, табл.1/(74)
гдеm – модуль зацепления
m=15
11.2 Радиус делительной окружности
11.2.1 шестерни
/2,c.47, табл.1/(75)
гдеZ1 – число зубьев шестерни
Z1=10
11.2.2 колеса
/2,c.47, табл.1/(76)
гдеZ2 – число зубьев колеса
Z2=22
11.3 Радиус основной окружности
11.3.1 Шестерни
/2,c.47, табл.1/(77)
где0 – угол зацепления
0=200/2, c.45/
11.3.2 Колеса
/2, c.47, табл.1/(78)
11.4 Толщина зуба по делительной окружности
11.4.1 Шестерни
/2,c.47, табл.1/(79)
где Х1 – коэффициент смещения для шестерни
t=47.1 мм /c. 45/
Х1= 0.2 /3/
Данный коэффициент смещения выбран методом блокирующих контуров. Так как в приведенном справочнике минимальное число зубьев равно 12, а у меня число зубьев 10 то коэффициент подбираем по ближайшему числу зубьев, который приведен в справочнике. Коэффициент подбирается исходя из требуемых условий (нет заедания, отсутствует износ, максимальная прочность и т.д).
Если при построении получается заострение зуба, то коэффициент нужно брать меньше. Когда получается наложение зубьев двух зубчатых колес, то коэффициент нужно брать больше.
Данный коэффициент смещения гарантирует отсутствие заедания и абразивного износа.
m=15
0=200
11.4.2 Колеса
/2, c.47, табл.1/(80)
Х2=0.23/3/
11.5 Радиусы окружностей впаден
11.5.1 Шестерни
/2,c.47, табл.1/(80)
гдеf0 – коэффициент высоты зуба рейки;
с’0 – коэффициент радиального зазора
R1=75мм /c.45/
m=15
f0=1 /2, c.45/
с’0=0.25 /2, c.45/
Х1=0.2
11.5.2 Колеса
/2,c.47, табл.1/(81)
гдеR2=165мм /c.45/
Х2=0.23
11.6 Определяем межцентровое расстояние
/2,c.47, табл.1/(82)
гдеZС – сумма зубьев двух колес;
а – коэффициент отклонения межцентрового расстояния;
ZC=Z1+Z2(83)
гдеZ1=10
Z2=22
ZC=10+22=32
/2,c.63, ф.4.43/(84)
где ХС – сумма коэффициентом смещения;
- коэффициент обратного смещения
ХС=Х1+Х2
где Х1=0.2
Х2=0.23
ХС=0.2+0.23=0.43
- определяем при помощи номограммы проф. В.Н. Кудрявцева /2, c.64/
гдеZС=32 /c.47/
=13.4
ищем на номограмме данное значение и определяем
/2, c.63/(84)
11.7 Определяем радиус начальной окружности
11.7.1. Шестерни
/2,c.47, табл.1/(85)
гдеR1=75мм /c.45/
ZС=32 /c.47/
11.7.2 Колеса
/2,c.47, табл.1/(86)
гдеR2=165мм /c.45/
а=0.39 /c.48/
ZС=32 /c.47/
11.8 Определяем глубину захода зубьев
/2,c.47, табл.1/(87)
гдеf0=1
=0.04 /c.48/
m=15
11.9 Определяем высоту зуба
/2,c.47, табл.1/(88)
где с’0=0.25
11.10 Определяем радиусы окружности вершин зубьев
11.10.1 Шестерни
/2,c.47, табл.1/(89)
гдеRf2=59.25мм /c.47/
11.10.2 Колеса
/2,c.47, табл.1/(90)
гдеRf2=149.7мм /c.47/
11.11 Определяем галтель
/2,c.47, табл.1/(91)
гдеm=15
12 Вычерчивание элементов зубчатого зацепления
Масштаб построения выбираем таким образом, чтобы высота зуба на чертеже была не менее 50 мм. По расчету высота зубаh = 33.15мм
Выбор масштаба:
(92)
гдеh’ – высота зуба на чертеже
Определяем все размеры на чертеже и заносим их в таблицу.
Таблица8
|
Параметр |
Размер по расчету, мм |
Размер на чертеже, мм |
|
Р |
47.1 |
94.2 |
|
r1 r2 |
75 165 |
150 330 |
|
rb1 rb2 |
70.47 155 |
140.94 310 |
|
S1 S2 |
25 26 |
50 52 |
|
rf1 rf1 |
59.25 149.7 |
118.5 299.4 |
|
A |
0.245 |
490 |
|
rw1 rw2 |
76.83 169.02 |
153.66 338.04 |
|
ra1 ra2 |
92.4 182.85 |
184.8 365.7 |
|
R |
5.7 |
11.4 |
13 Определение коэффициента перекрытия
Е = ав/Рв 1,2
где ав – длина практической линии зацепления, мм
ав=58.65мм
Это линия проходящая через полюс и касательная к начальным окружностям.
Рв – шаг по основной окружности, мм
Рв=44.3мм
Е = 58.65/44.3 1.3
Это означает, что 30% всего времени работы двух зубчатых колес в зацеплении находится 4 зуба, а остальные 70% времени работы в зацеплении находится 2 зуба.
Чертим зубчатые колеса в зацеплении.
Откладываем межцентровое расстояние зубчатых колес. Проводим радиусы основных окружностей (Rb). От пересечения окружности и вертикальной оси проводим линии. Начало этой линии обозначим за 0. Данную линию разбиваем на одинаковые отрезки (длиной 15-20мм) начиная от точки 0 (01 , 12, 23 и т.д.). Количество точек зависит от размеров эвольвенты. (Рисунок 35)
Рисунок – 35
Теперь ножку циркуля устанавливаем в точку 0 и разводим его на размер 01 и делаем засечку на окружностиRb. То же самое проделываем и для остальных точек.
В полученные точки (1’, 2’..) на окружностиRb проводим из центра окружности прямые. Далее проводим нормаль к этим прямым через полученные точки (1’, 2’..) (Рисунок 36)
Рисунок – 36
Ножку циркуля устанавливаем в точку 1’ и разводим его на размер 01’ и делаем им надсечку на соответствующей нормали. Так делаем для всех точек на окружностиRb. Проводим окружность вершин зубьев (Rа).
Поученные надсечки соединяем по ликалу до пересечения с окружностьюRа.
(Рисунок 37)
Рисунок 37
Чертим окружности впадин, делительный диаметр.
Для того чтобы получить вторую часть зуба нужно изготовить шаблон из ватмана по полученной эвольвенте.
По делительному диаметру откладываем толщину зуба и по изготовленному шаблону чертим вторую часть зуба.
Чтобы получить ножку зуба разбиваем ширину зуба пополам и соединяем ее с центром окружностей. Затем проводим параллельной полученной линии два отрезка от начало эвольвент до пересечения с окружностью впадин. (Рисунок 38)
Рисунок – 38
Нужно построить еще два зуба на этом зубчатом колесе. Для этого надо изготовить шаблон целого зуба. По делительной окружности откладывается шаг зацепления, прилаживается шаблон и вычерчивается зуб. После изготовления зубьев нужно сделать галтели.(Рисунок 39)
Построение зубьев второго колеса аналогично только когда будет построен первый зуб, он будет находиться не в зацеплении с другим колесом. Для того чтобы он находился в зацеплении его нужно немного повернуть до соприкосновения с другим зубом. (Рисунок 40)
Для определения угла перекрытия надо провести радиусы начальной окружности (RW), радиусы основных окружностей (Rb), и радиусы вершин зубьев (Rа). Пересечение начальных окружностей даст полюсную точку. Тетерь проводим касательную линии к основным окружностям через полюсную точку. Точки пересечения окружностей вершин зубьев и будет являться практической линией зацепленияab. Далее замеряем отрезокab и шаг по основной окружности. (Рисунок 41)
Рисунок – 41
Литература
- Артоболевский И.И Теория механизмов и машин: Учеб. Для втузов. – 4-е. Изд., перераб. И доп. – М.: Наука. 1988. 640с.
- Кореняко А.С. Курсовой проект по теории механизмов и машин: издательство Высшая школа; 1979, 332 стр.
- Болотовская Т.П. Справочник по коррегированию зубчатых колес: М.: Машгиз, 1962
4
01.06.00.00.ПЗ.
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
5
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
6
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
7
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
8
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
9
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
10
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
11
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
12
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
13
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
14
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
16
ист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
17
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
18
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
19
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
20
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
21
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
22
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
23
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
24
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
25
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
26
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
27
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
28
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
29
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
30
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
31
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
32
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
33
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
34
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
35
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
36
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
ММу-01-2
Листов
Лит.
Расчет механизма пресса
Утверд.
Н. Контр.
Реценз.
Королев П.В.
Провер.
Гладких А.Ю
Разраб.
01.06.00.00.ПЗ
3
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
37
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
38
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
39
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
40
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
41
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
42
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
43
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
44
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
15
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
45
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
46
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
47
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
48
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
49
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
50
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
52
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
53
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
54
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
55
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
56
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
57
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
01.06.00.00.ПЗ.
51
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
2. Тема
3. ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ Кафедра естествознания Санитарногигиеническая карта услови
4. Определение показателей технологичности детали АД
5. тема экологического права
6. Задание к курсовой работе по информатике Дано- Балка прямоугольного сечения с размерами BH
7. 6922 Conference work will be orgnized in the following res- Fmilyoriented economy s new science direction Economic conditions for the effective development of municipl unions nd
8. 1994 считается неофрейдистом потому что его исследование развития личности отталкивается от теории Фрейда
9. Л~ЙЛІМ~ЖН~Н ДАСТАНЫ ~ Н~ЗИРА ~ЛГІСІНДЕ ЖАЗЫЛ~АН Т~Л ШЫ~АРМАСЫ Г
10. Синфазная решетка из рупорных антенн
11. тематической лингвистики филологического факультета СанктПетербургского государственного университета.html
12. Виробничий процес ремонту мащин та його складові
13. Тема- 3 родиною та друзями Підтема- Повторити й закріпити лексику теми
14. Философия Николая Бердяева.html
15. Азия скифтері деп атал'ан тайпалар-са'тар Алаш партиясы 'ай жылы 'рылды 1917 жылы Алаш партиясы '
16. Тема урока- ldquo; Химические свойства кислорода и серы
17. Завдяки розвитку вчення про функцію геному останніми роками виявлені нові спадкові порушення обміну речови
18. месяцев похудела за это время на 15 кг
19. Лабораторная работа по физике металлов 4 ИЗУЧЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ МЕТА
20. тематики физики и информатики Кафедра информатики и информационных технологий Отечественные ра