Будь умным!

У вас вопросы?
У нас ответы:) SamZan.net

Провести кінематичний аналіз механізму приводу

Работа добавлена на сайт samzan.net:


  1.  СИНТЕЗ ТА АНАЛІЗ МЕХАНІЗМУ ПРИВОДУ

  1.  Завдання

  1.  Визначити кількість зубів зубчастих коліс заданої схеми механізму приводу, що забезпечують необхідне передаточне відношення.
    1.  Провести кінематичний аналіз механізму приводу.
    2.  Побудувати картину зачеплення зубчастої пари, виділити елементи кінематики зачеплення й визначити якісні показники зачеплення.

  1.  Передаточне відношення

Загальне передаточне відношення приводу дорівнює добутку передаточних відношень окремих ступенів передач, що входять у привод:

Визначимо передаточне відношення останньої зубчастої пари:

Знак “-” вказує на зміну напрямку обертання колеса (зовнішнє зачеплення).

Тоді                                   

Визначаємо передаточне відношення редуктора (редуктор 2-го типу має від'ємне передаточне відношення). Задаємося z5=14,  z6=28

5.3. Числа зубців коліс другого ступеня

У завданні на курсовий проект перший ступень механізму приводу утворює планетарний редуктор, другу - зубчаста пара. Числа зубців цього ступеня задані: z7 = 13, z8 = 45.

5.4. Синтез планетарного редуктора

За знайденим передаточним відношенням i1H = -7.285 і типу редуктора (в нашому завданні – 2 тип) знаходимо числа зубців всіх коліс редуктора, що задовольняють 5-ти основним умовам синтезу:

  1.  необхідного передаточного відношення;
  2.  співвісності;
  3.  збирання;
  4.  сусідства;
  5.  непідрізання (правильного зачеплення).

Виходячи з 5-ї умови синтезу (непідрізування) для редуктора 2-го типу (в даному завданні), вибираємо оптимальний варіант чисел зубців:

z1 = 18  z2 =54 z3 =18  z4 =54    K=3 i1H(4) = 8

Перевіряємо виконання всіх 5-ти умов синтезу для редуктора 2-го типу (за завданням)

  1.  необхідне передаточне відношення

  1.  умова співвісності:

72=72.

  1.  умова збирання:

- ціле число,

де - число сателітів,

  1.  Умова сусідства:

,

де - число зубців більшого з двох сателітів (тобто z2 або z3);

- коефіцієнт висоти головки зуба;

К=3 - число сателітів.

0.866>0.777.

  1.  Умова непідрізування (правильного зачеплення)

при й

zmin ≥ 17.

Як бачимо, всі 5 умов задовольняються.

5.5. Кінематичний аналіз механізму приводу

5.5.1. Аналітичний метод

  1.  Загальне передаточне відношення приводу:

  1.  Частота обертання водила, хв-1;

 хв-1.

 хв-1.

  1.  Частота обертання блока сателітів:

хв-1.

Сателіт 3 обертається убік, протилежний обертанню першого колеса.

  1.  Частота обертання коліс 6 і 7, хв-1:

хв-1.

  1.  Частота обертання колеса 8, хв-1:

  1.  Графічний метод

1. Визначаємо радіуси початкових кіл зубчастих коліс редуктора та відкритої зубчастої пари, мм:

Де  — модуль зачеплення коліс редуктора, за завданням мм,  

— модуль зачеплення коліс першої зубчастої пари, за завданням мм,  

Для нерівнозміщенного зачеплення коліс 7-8:

a = xc – ψ = x1 + x2 – ψ = 0.571 + 0.485 – 0.106 = 0.95

— модуль зачеплення коліс другої зубчастої пари, за завданням       мм.

  1.  Викреслюємо кінематичну схему механізму приводу (рис. 5.1,а) в двох проекціях у масштабі .
  2.  Побудову картини швидкостей (мал. 5.1,б) і плану кутових швидкостей    (Рис. 5.1,в) ведемо методом Смирнова - Куцбаха.

Рис. 5.1. Кінематична схема механізму приводу (а), картина швидкостей (б) і план кутових швидкостей (в).

  1.  Визначаємо лінійну швидкість 1-го колеса, м/с:

де - радіус початкового кола 1-го колеса, м;

ω1   - кутова швидкість вхідного вала, с-1:

де n1=nc - частота обертання вала електродвигуна, хв.-1 (за завданням).

  1.  Вибираємо масштаб μv для побудови картини швидкостей, мс-1/мм:

де - відрізок, який  зображує вектор швидкості ; приймаємо (рекомендується приймати в межах 60…80 мм).

  1.  Із полюса  зачеплення  р1,2  коліс  1-2  відкладаємо горизонтальний відрізок , що зображує вектор швидкості V1 у масштабі  
  2.  У полюсі зачеплення коліс р1,2 швидкості рівні, отже, З’єднуємо кінець вектора V1,2 з центром О1 й миттєвим центром обертання сателіта р3,4 (полюс зачеплення сателіта 3 з нерухомим сонячним колесом 4). - картина швидкостей 1-го колеса, - картина швидкостей сателіта 2.
  3.  Із центра О2 проводимо горизонтальну пряму до перетину з відрізком ставимо VH, отримуємо вектор швидкості водила -
  4.  Із полюса зачеплення р4,5 коліс 5-6 проводимо горизонтальну пряму до перетину з відрізком ставимо т. V5,6, отримуємо вектор швидкості   - картина швидкостей 5-го колеса.
  5.  З’єднуємо т. V5,6, з центром О6, отримуємо картину швидкостей 6-го колеса -
  6.  Для побудови плану кутових швидкостей на продовженні лінії центрів через довільний центр 0,3 проводимо горизонтальну вісь n, ω. Від т. 0,3 вниз відкладаємо полюсну відстань h=15 мм, ставимо т. р. (полюсну відстань рекомендовано приймати в межах 15…25 мм).
  7.  Із полюса р проводимо промені до перетину з віссю n,ω: паралельно   паралельно   паралельно   паралельно
  8.  Відрізки , , , , зображують у масштабі частоти обертання коліс та водила, а в масштабі   відповідно їхні кутові швидкості.

  1.  Масштаб частоти обертання:

  1.  Масштаб кутової швидкості, с-1/мм:

  1.  Числові значення частот обертання, хв.-1, отриманих графічним методом

 

 

  1.  Розбіжність значень частот обертання, визначених графічним і аналітичним методами, розраховується за формулою:

Результати розрахунків наведені в табл. 5.2.

Таблиця 5.2.

Δn1

Δn2,3

ΔnН,5

Δn6,7

Δn8

4.4%

5.35%

2.64%

3.12%

3.45%

  1.   Картина зачеплення

Вихідні данні: ( для останньої пари коліс приводу)

1. Модуль зачеплення 3-го ступеня: мм

2. Число зубців шестірні  z7 =13, колеса z8 =45.

3. Вид зачеплення: нерівнозміщене з х підрізом.

4. Параметри зубонарізної рейки (ГОСТ 13755-68):

- коефіцієнт висоти головки зуба;

- коефіцієнт радіального зазору;

- профільний кут рейки.

Розрахунок:

  1.  Крок зачеплення по ділильному колу, мм:

  1.  Крок зачеплення по основному колу, мм:

  1.  Радіуси ділильних кіл:
  2.  шестерні:

  1.   колеса:

.

  1.  Радіуси основних кіл:
  2.  шестерні:

  1.  колеса:

  1.  Радіуси початкових кіл:

  1.  шестерні:

  1.  колеса:

  1.  Міжосьова відстань:

  1.  Радіуси кіл западин:
  2.  шестерні:

  1.  колеса:

  1.  Глибина заходу зубців:

  1.  Висота зубця:

  1.  Радіуси кіл вершин:
  2.  шестерні:

  1.  колеса:

  1.  Товщина зубця по ділильному колу:
  2.  шестерні:

  1.  колеса:

Після підстановки числових значень, маємо:

Отже, розрахунки виконані вірно.

ПОБУДОВА КАРТИНИ ЗАЧЕПЛЕННЯ

Накреслимо три пари зубців, які знаходяться в зачепленні.

  1.  Вибираємо масштаб збільшення м/мм таким чином, щоб на кресленні висота зубця була не менш ніж 50 мм (практично в межах 50…54 мм).
  2.  На лінії центрів коліс від центра О7 відкладаємо міжосьову відстань aw і ставимо точку О8. Із центрів О7 і О8 радіусами початкових кіл rw7 i rw8 проводимо ці кола, у точці дотику отримуємо полюс зачеплення p.
  3.  Будуємо основні кола. Для цього через полюс зачеплення p проводимо спочатку дотичну t-t до початкових кіл, а потім під кутом зачеплення αw (для нерівнозміщеного зачеплення αw=24°) проводимо лінію зачеплення. Із центрів О7 і О8 опускаємо перпендикуляри на лінію зачеплення, ставимо точки N1 i N2 – отримуємо теоретичну лінію зачеплення . Радіусами О7N1 і О8N2, проводимо основні кола шестірні та колеса.
  4.  Будуємо евольвенти кола, які описує точка р прямої  при перекочуванні її по основних колах згідно з методикою, розглянутою в ([6], с. 42…43).
  5.  Будуємо кола вершин обох коліс радіусами ra7 і ra8.
  6.  Будуємо кола западин коліс радіусами rf7 і rf8.
  7.  Радіус кола западин може бути більшим, меншим або дорівнювати радіусу основного кола rb. Перевіряємо це за формулою для кожного колеса окремо [6, с. 44…46]:

де x – коефіцієнт зміщення (з урахуванням знака); z – число зубців відповідного колеса.

  1.  По ділильному колу шестерні відкладаємо половину товщини зубця шестерні проводимо вісь симетрії зубця, з’єднавши знайдену точку з центром О4. Аналогічно робимо для колеса.
  2.  Вирізуємо з прозорого паперу, на який спочатку перенесли половину зубця, шаблони для шестерні та колеса. Будуємо по три зубці для кожного колеса, прикладаючи виготовлені шаблони та обрисовуючи їх, при цьому стежимо за точністю відкладання кроку по ділильному колу.
  3.  Виділяємо активну ділянку теоретичної лінії зачеплення. Це точки А і В перетину кола вершин зубців із теоретичною лінією зачеплення.
  4.  Виділяємо активні ділянки профілів зубців. Радіусами і відмічаємо точки на спряжених профілях зубців шестерні та колеса. Ділянка профілю зубця від вершини до відповідної точки – активна ділянка профілю зубця. Помічаємо ці ділянки смужками шириною 2…3 мм, які заштриховані перпендикулярно до профілю зубця.
  5.  Будуємо дуги зачеплення. Через крайні точки активної ділянки профілю зубця шестерні проводимо нормалі до цього профілю (вони є дотичними до основного кола). Знаходимо точки перетину цієї нормалі з початковим колом шестерні. Аналогічно побудуємо дугу зачеплення колеса – точки і .

5.7. Якісні показники зачеплення

5.7. 1. Коефіцієнт перекриття εα

Коефіцієнт перекриття εα показує, скільки пар профілів зубців одночасно знаходиться в зачепленні. Характеризує плавність і безшумність передачі. εα має бути  ≥ 1,1 для безперервності передачі руху.

Визначаємо εα  аналітичним і графічним шляхами:

  1.  аналітично за формулою:

Де , - радіуси кіл вершин шестерні та колеса, мм;

 , - радіуси основних кіл шестерні та колеса, мм;

  - міжосьова відстань, мм;

  - кут зечеплення, град: =20° – для нерівнозміщеного зечеплення;             

- крок зачеплення по основному колу, мм.

  1.  графічно (після побудови картини зачеплення) за формулою:

де =83,5 мм. -  довжина активної ділянки теоретичної лінії зачеплення, мм (беремо безпосередньо з креслення);

- основний крок у масштабі , мм. відкладаємо від точок А і В, що відповідає відрізкам і Ділянки і позначаємо подвійною лінією (це ділянки, де одночасно відбувається зачеплення двох пар зубців.

Розбіжність:

що припустимо.

За допомогою коефіцієнта перекриття εα можна визначити ті частини активної ділянки теоретичної лінії зачеплення, на яких відбувається зачеплення однієї пари профілів зубців ( зовнішньому зачепленні): для цього (див. мал. 5.2) відкладаємо від точок А и В активної частини лінії зачеплення АВ відрізки, рівні в масштабі μI довжині основного кроку рb. Ділянки АС і ДВ - ділянки 2-х парного зачеплення, на ділянці СД - зачіпається 1 пара профілів зубців.

Рис. 5.2. До визначення ділянок одно- та двопарного зачеплення профілів зубців.

5.7.2. Коефіцієнти відносного ковзання

Робочі ділянки профілів зубців перекочуються з ковзанням, тому на цих ділянках виникають сили тертя, у результаті чого зношуються робочі поверхні зубців. Характеристикою шкідливого впливу ковзання є коефіцієнти відносного ковзання шестерні та колеса і , які визначаються за формулами:

де , - передаточні відношення:

- довжина теоретичної лінії зачеплення, мм (вимірюємо безпосередньо на кресленні), в нашому випадку  мм; x – відстань від т. N1 по теоретичній лінії зачеплення, мм; відкладається в напрямі до точки N2; значення x беремо в межах від 0 до е з інтервалом 15…20 мм.

Значення і наведені в табл. 5.3.

Таблиця 5.3.

Значення коефіцієнтів відносного ковзання λ7 й λ8

x

0

20

40

N1P

80

100

120

l7

-∞

-1.7

-0.205

0

0.542

0.692

0.792

l8

1

0.628

0.167

0

-1.193

-2.257

-3.814

продовження таб. 5.3.

x

140

160

180

200

e

l7

0.863

0.916

0.958

0.991

1

l8

-6.313

-10.972

-22.735

-109.897

-∞

Користуючись даними таблиці 5.3, будуємо діаграми коефіцієнтів і у прямокутній системі координат, при чому вісь  абсцис  х проводимо паралельно теоретичної лінії зачеплення , а вісь ординат є продовженням О4N1.

Приймаємо масштаб діаграми 1/мм.

Заштриховані частини діаграм відповідають активним ділянкам профілів зубців.

Далі будуємо колові діаграми, відкладаючи від відповідних точок активних ділянок профілів зубців відрізки, які дорівнюють або пропорційні (кратність 2…5) ординатам прямокутних діаграм, з’єднуючи їх плавною кривою. Колові діаграми штрихуються по нормалі до профілів зубців.

5.7.3. Коефіцієнт питомого тиску

Цей коефіцієнт має значення при розрахунку зубців коліс на контактну міцність.

На рис. 5.3. наведено діаграму коефіцієнта у залежності від радіуса кривизни . Коефіцієнт має мінімальне значення в середині теоретичної лінії зачеплення

Рис. 5.3. Діаграма залежності коефіцієнта питомого тиску від радіуса кривизни

У процесі розрахунку зубців на контактну міцність дуже важливо знати значення коефіцієнта полюсі зачеплення р , який розраховується аналітичним і графічним шляхами.

  1.  аналітично за формулою:

де z7, z8  - число зубців відповідно шестерні та колеса;

  - кут профілю рейки; ;

  - кут зачеплення; для нерівнозміщеного зачеплення αw=24°;

  1.  графічно (після побудови картини зачеплення) за формулою:

 

де - значення модуля зачеплення в масштабі картини зачеплення мм;

- довжина теоретичної лінії зачеплення (безпосередньо з креслення), мм;

- відрізки теоретичної лінії зачеплення (безпосередньо з креслення), мм.

Розбіжність

  1.  Висновки

Визначено числа зубців коліс приводу, проведений кінематичний аналіз механізму приводу, спрофільовані зубці евольвентного зубчастого зачеплення коліс 7-8, визначені кількісні і якісні показники зачеплення.

Підпис

 Дата

Зм.

Арк.

№ докум.

Арк.

Підпис

 Дата

Зм.

Арк.

№ докум.

Арк.                                                                         




1. обеспечить победу своего кандидата на выборах в депутаты на госудр
2. Охорона праці в галузі для студентів спеціальності ВІВ Теоретична частина Правове та нормативн
3. Оценка погрешностей измерений
4. ТЕМАТИКА Программа и контрольные задания Для студентов инженерноэкономических специальностейза
5. Тема- Легка атлетика.1
6. Тема- Роль особистості в розвитку культури
7. Тема- Социально ~ психологический портрет студента группы ЮД 32
8. Принципи розробки та оцінки державної політики України
9. Педагогика как наука
10. Государственная поддержка развития местного самоуправления
11. Премудрости чувственной любви
12. гегей Новый Год к нам мчитсяСкоро все случитсяСбудется что снитсяЧто опять нам не заплатят ничего не да
13. Рыночные структуры в российской экономике
14. Сущность и научные основы интенсификации сельского хозяйства
15. Кроме того для машинистов котлов проводится ежегодная проверка знании безопасных методов труда и п.
16. Человек и его потребности
17. ll Points ddressible позволяет индивидуально управлять свечением каждого пиксела независимо от других
18. Проблемы толкования Конституции Российской Федерации
19. Налоги особенности фискальной политики в современной России
20.  ЦЕРКОВНЕ ШЛЮБНОСІМЕЙНЕ ПРАВО 11

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе