Расчет и синтез кулачкового механизма с кинематическим анализом

5лист иршин.cdw

Действительный профиль
Теоритический профиль
Аналога скорости Кv=0022
Аналога пути Кs=0022 ммм
Зона возможных положений
Курсовой проект по ТММ
Схема кулачкового механизма
Профиль кулочка М 1:1 (Кs=0001 ммм)

Министерство образования Российской Федерации.doc

Филиал ГОУ ВПО «ЮУрГУ»
Специальность: Технология
по теории механизмов и машин

курсовой.doc

Кинематический анализ
Определение момента инерции махового
Таблица приведенных моментов
Список использованной литературы.
Расчет рычажного механизма
транспортирующего желоба
Размеры звеньев рычажного механизма:
lAB = 2lAS2 = 0.46 м
lBC = 2lBS3 = 0.39 м
lBD = 2lBS4 = 1.50 м
Частота вращения электродвигателя:
Частота вращения кривошипа 1 и кулачка:
Массы звеньев рычажного механизма:
Масса перемещаемого материала:
Моменты инерции звеньев:
JO1 = JS3 = 1.2 кг · м²
Сила сопротивления при движении желоба
Сила сопротивления при обратном ходе:
Коэффициент неравномерности вращения
Положение кривошипа при силовом
Модуль зубчатых колес планетарной
Число зубьев колес простой передачи:
Модуль зубчатых колес za zb :
Длина коромысла кулачкового механизма:
Угловой ход коромысла:
Фазовые углы поворота кулачка:
Допускаемый угол давления:
Момент инерции коромысла:
Структурный анализ механизма.
Механизм состоит из шести звеньев: 0 –
стойки; 1 – кривошипа ОА; 2 – шатуна АВ; 3-
шатуна ВС; 4 – коромысла ВD; 5 – ползуна;
и семи кинематических пар: стойка –
кривошип ОА; кривошип ОА – шатун АВ;
шатун АВ – коромысло коромысло BD –
шатун ВС; шатун АВ – шатун ВС; коромысло
BD – ползун D; ползун D – стойка.
Степень подвижности определяем по
формуле: W = 3n – 2P5 – 1P4
Согласно классификации механизмов
данный механизм состоит из механизма
-го класса (стойка – кривошип ОА); и
группы Ассуро 1 класс 1 вида (2 - 3) и 2-го
класса 2 вида (4 - 5). По этому механизм
является механизмом 2-го класса.
Формула строения механизма:
(0 – 1) 1 вида (2 – 3) 2 вида (4 – 5)
Кинематический анализ механизма.
Построение планов скоростей и
Рассмотрим для 1-го положения.
W1 – угловая скорость кривошипа.
W1 = *n1 30 = 7.327 радсек
VA = 7.327 * 0.12 = 0.88 мс
Скорость точки В определим из
построения плана скоростей:
VB = pb*KV VBA = ba * KV
VB = 3.76 мсек VBA = 5.44 мсек
VS2 = ps2 * KV VS3= VB 2
VS2 = 6.32 мсек VS3= 188 мсек
Скорость точки D определяем из
VDB = db*KV VS4 = ps4 * KV
VDB = 0.4 мсек VS4 = 3.84 мсек
Определяем ускорение точки А:
aA = 0 aA = W²1LOA = 7.327² 0.12 = 6.5 мсек²
Определяем ускорение точки В:
аВ + аВ = аА + аВА+ аВА
аВА = W²BA * L²BA = V²BA LBA
аВА = 0.544² 0.46 = 0.64 мсек²
аВ = 0.384² 0.39 = 0.38 мсек²
Определяем ускорение точки D:
аВ = 0.048² 1.5 = 0.0015 мсек²
Определение сил инерции.
Силу инерции кривошипа не определяем
т.к. он уравновешен и центр масс его
находится на оси вращения О. Момент
пары сил инерции кривошипа также раве5н
нулю т.к. угловая скорость постоянна.
Находим для второго звена:
М2 = IS2 * BA BA = aBA LBA
М2 = 0.5 * 212 * 0.050.46 = 11.5 H*м
P2 = m2 * aS2 aS2 = ps2 * Ka
P2 = 18 * 154 * 0.05 = 139 H
Находим для третьего звена:
М3 = IS3 * 3 3 = aB LBC
М3 = 1.2 * 232 * 0.050.39 = 36 H*м
P3 = m3 * aS3 aS3 = ps3 * Ka
P3 = 120 * 5.8 = 116 H
Находим для четвертого звена:
М4 = IS4 * 4 4 = aDB LDB
М4 = 40 * 1.11.5 = 29.3 H*м
Р4 = m4 * aS4 = 100 * 234 * 0.05 = 1170 H
Находим для пятого звена силу инерции:
P5 = m5 * aDB aDB = pd * Ka
P3 = 1400 * 236 * 0.05 = 5900 H
Кинетостатика групп Ассура.
Рассмотрим группу Ассуро класса 2
вида состоящая из шатуна BD – ползуна D.
На звенья этой группы действуют силы:
тяжести G4 G5+ давления R05 направляющих
на ползун давление коромысла на шатун
R34 и R34 сила сопротивления РС силы
инерции Р4 и Р5 . BA
группы выражается следующим образом:
R34 + R34 + PC + P5 + P4 + G4 + R05 + G5 +
Составим уравнение с моментов
относительно точки D.
MD(P4) = M4 + R34*LBD + G4*H4 – P4*H4 = 0
R34 = (- M4 - G4*H4 + P4*H4)LBD
R34 = -29.3 – 1000*0.69 – 1170*0.15
В соответствии с уравнением строим
Рассмотрим группу Ассуро класса 1
вида. Она состоит из шатуна ВС и
коромысла АВ. На звенья этой группы
действуют силы: силы тяжести G2 и G3
силы инерции Р2 и Р3 силы реакции R43 R12
R12 + R12 + G2 + P2 + R43 + P3 + G3 = 0
Составим уравнение моментов
относительно точки С.
MС(P3) = H3*G3 + H3*P3 – M3 – R03*LBC = 0
R03 = H3*G3 + H3*P3 – M3
R03 = 0.01*200 + 116*0.392 - 39
относительно точки А.
MА(P2) = R12*LAB – M2 + H2*G2 + P2*H2 = 0
R12 = M2 - H2*G2 - P2*H2
R12 = 11.5 – 0.15*180 – 0.12*139
Рассмотрим кинетостатику начального
Состоит из кривошипа 1 и стойки 0.
Составим для него уравнение
- Pур*LOA – R21*H1 = 0
Pур = - R21*H1 LOA = - 5950*0.0250.1 = 1487.5 Н
Все силы поворачиваем на 90° в одном
направлении. Из условия равновесия
плана скоростей определяем
уравновешивающую силу Рур
прикладываем Рур в точке а считая е
приложенной в точке А кривошипа.
МР(Р) = -Рур*lap – F2*lab + G2*H2 + F3*(h + lps3) + G3*H3 +
P2*H2 + G4*H4 + F4*lbd + F4*ls4p = 0
Pур = G2*H2 + F3*(h + lps3) + G3*H3 + P2*H2 + G4*H4 + F4*lbd + F4*ls4p
) Определение приведенных моментов
движущих сил и сил сопротивления.
n – количество подвижных звеньев
VSi – скорость центра масс звена к
которой приложена сила
W1 – угловая скорость звена приведения
) Определение приращения кинетической
энергии за цикл установившегося
движения путем графического
Строим график работ сил сопротивления.
т.F – полюс интегрирования
Ка = Кφ*Км*Н (Н*ммм)
Ка = 0026*40*80 = 832 (Н*ммм)
График приращений кинетической
ΔЕ = f(φ) в пределах одного цикла
) Определение приведенного момента
) Определение размеров маховика.
Синтез кулачкового механизма.
Синтез кулачкового механизма начинаем
с построения диаграмм движения
ведомого звена – коромысла исходя из
заданной диаграммы ; интегрируя
графически эту диаграмму получаем
Принимаем полюсное расстояние На = 50 мм.
Проинтегрировав эту диаграмму таким же
образом получаем диаграмму угловых
перемещений полюсное расстояние Нv =
Определяем масштабы диаграмм:
Определение минимального радиуса
Из произвольной точки О проводим дугу
радиусом равным длине коромысла l=0.11м в
масштабе Ks = 00005 ммм. На этой дуге
отмечаем точку С0 – начальное
положение центра ролика коромысла. От
точки С0 откладываем угол качения = 25°
Положение центра ролика на дуге
определяем с помощью углов:
Для построения диаграммы скорости от
угла давления на лучах откладываем
где w1 – угловая скорость кулачка;
Wi – угловая скорость коромысла в i
Через крайние точки отрезков проводим
прямые под минимальным углом передачи
γmin =40° к данным отрезкам. Областью
центра вращения кулачка будет
заштрихованный участок. Поместим центр
вращения кулачка О1В заштрихованный
участок. Длина минимального радиуса
кулачка будет равен отрезку О1С1.
Расстояние между центрами вращения
кулачка и коромысла:
Профилирование кулачка.
Из произвольной точки О проводим луч OF
на луче в масштабе Ks = 0.0005 ммм
откладываем отрезок ОСО. Из точки О и СО
до взаимного пересечения откладываем
угол качения = 25° и разбиваем его на
соответствующие углы.
Проводим окружности радиусами этих
углов. От линии ОСО откладываем фазовые
углы и делим дуги окружностей R=ОСО на
части с диаграммы пути обозначаем эти
углы точками С1 С2 Затем проводим
дуги радиусом l до пересечения с
окружностями соответствующих
радиусов полученные точки соединяем
Действительный профиль вычерчиваем
как огибающую семейства дуг радиуса
равного радиусу ролика r = (0.2-0.4)r0 = 0.0048м
Расчет планетарного редуктора.
Список использованной литературы.
Попов Г.А. Тимофеев С.А. Курсовое
проектирование по теории механизмов и
механике машин. М.1998
Артоболевский И.И. Теория механизмов
Баранов Г.Г. Курс теории механизмов и
Кожевников С.Н. Теория механизмов и
Решетов Л.Н. Справочник. М. 1985
Юдин В.А. Петрокас Л.В. Теория
механизмов и машин. М. 1977
Схема планетарного редуктора
Схема кулачкового механизма

иршин3 лист-8.cdw

График приведенных моментов инерции Ки=001 кг*м
Курсовой проект по ТММ
График приведенных моментов сил

2 лист1.cdw

План ускорений Ка=007 ммм*сек
Курсовой проект по ТММ
План скорстей Кv=0.011 мсек*мм
Группа Ассура II класса 2 вида (45)
Группа Ассура II класса 1 вида (23)
План сил группы Ассура II класса 2 вида (45)
Механизм I класса (01)
План сил группы Ассура II класса 1 вида (23)
Рычаг Жуковского Кv=0022 мсек*мм

курсовой.docx

Структурный анализ механизма 4
Кинематический анализ механизма 4
Определение сил инерции 7
Кинетостатика групп Ассура 7
Определение момента инерции махового колеса 10
Таблица приведенных моментов 11
Таблица приведенных моментов инерции 13
Синтез кулачкового механизма 14
Расчет зубчатого зацепления 17
Расчет планетарного редуктора 19
Список использованной литературы.
Расчет рычажного механизма перемещения
транспортирующего желоба
Размеры звеньев рычажного механизма:
lAB = 2lAS2 = 0.46 м
lBC = 2lBS3 = 0.39 м
lBD = 2lBS4 = 1.50 м
Частота вращения электродвигателя:
Частота вращения кривошипа 1 и кулачка:
Массы звеньев рычажного механизма:
Масса перемещаемого материала:
Моменты инерции звеньев:
JO1 = JS3 = 1.2 кг · м²
Сила сопротивления при движении желоба слева направо:
Сила сопротивления при обратном ходе:
Коэффициент неравномерности вращения кривошипа:
Положение кривошипа при силовом расчете механизма:
Модуль зубчатых колес планетарной ступени редуктора:
Число зубьев колес простой передачи:
Модуль зубчатых колес za zb :
Длина коромысла кулачкового механизма:
Угловой ход коромысла:
Фазовые углы поворота кулачка:
Допускаемый угол давления:
Момент инерции коромысла:
Структурный анализ механизма.
Механизм состоит из шести звеньев: 0 – стойки; 1 – кривошипа ОА; 2 – шатуна АВ; 3- шатуна ВС; 4 – коромысла ВD; 5 – ползуна; и семи кинематических пар: стойка – кривошип ОА; кривошип ОА – шатун АВ; шатун АВ – коромысло коромысло BD – шатун ВС; шатун АВ – шатун ВС; коромысло BD – ползун D; ползун D – стойка.
Степень подвижности определяем по формуле: W = 3n – 2P5 – 1P4
Согласно классификации механизмов данный механизм состоит из механизма 1-го класса (стойка – кривошип ОА); и группы Ассуро 1 класс 1 вида (2 - 3) и 2-го класса 2 вида (4 - 5). По этому механизм является механизмом 2-го класса.
Формула строения механизма:
(0 – 1) 1 вида (2 – 3) 2 вида (4 – 5)
Кинематический анализ механизма.
Построение планов скоростей и ускорений.
Рассмотрим для 1-го положения.
W1 – угловая скорость кривошипа.
W1 = *n1 30 = 7.327 радсек
VA = 7.327 * 0.12 = 0.88 мс
Скорость точки В определим из построения плана скоростей:
VB = pb*KV VBA = ba * KV
VB = 3.76 мсек VBA = 5.44 мсек
VS2 = ps2 * KV VS3= VB 2
VS2 = 6.32 мсек VS3= 188 мсек
Скорость точки D определяем из построения плана скоростей:
VDB = db*KV VS4 = ps4 * KV
VDB = 0.4 мсек VS4 = 3.84 мсек
Определяем ускорение точки А:
aA = 0 aA = W²1LOA = 7.327² 0.12 = 6.5 мсек²
Определяем ускорение точки В:
аВ + аВ = аА + аВА+ аВА
аВА = W²BA * L²BA = V²BA LBA
аВА = 0.544² 0.46 = 0.64 мсек²
аВ = 0.384² 0.39 = 0.38 мсек²
Определяем ускорение точки D:
аВ = 0.048² 1.5 = 0.0015 мсек²
Определение сил инерции.
Силу инерции кривошипа не определяем т.к. он уравновешен и центр масс его находится на оси вращения О. Момент пары сил инерции кривошипа также раве5н нулю т.к. угловая скорость постоянна.
Находим для второго звена:
М2 = IS2 * BA BA = aBA LBA
М2 = 0.5 * 212 * 0.050.46 = 11.5 H*м
P2 = m2 * aS2 aS2 = ps2 * Ka
P2 = 18 * 154 * 0.05 = 139 H
Находим для третьего звена:
М3 = IS3 * 3 3 = aB LBC
М3 = 1.2 * 232 * 0.050.39 = 36 H*м
P3 = m3 * aS3 aS3 = ps3 * Ka
P3 = 120 * 5.8 = 116 H
Находим для четвертого звена:
М4 = IS4 * 4 4 = aDB LDB
М4 = 40 * 1.11.5 = 29.3 H*м
Р4 = m4 * aS4 = 100 * 234 * 0.05 = 1170 H
Находим для пятого звена силу инерции:
P5 = m5 * aDB aDB = pd * Ka
P3 = 1400 * 236 * 0.05 = 5900 H
Кинетостатика групп Ассура.
Рассмотрим группу Ассуро класса 2 вида состоящая из шатуна BD – ползуна D. На звенья этой группы действуют силы: тяжести G4 G5+ давления R05 направляющих на ползун давление коромысла на шатун R34 и R34 сила сопротивления РС силы инерции Р4 и Р5 . BA
Условие равновесия группы выражается следующим образом:
R34 + R34 + PC + P5 + P4 + G4 + R05 + G5 + GM = 0
Составим уравнение с моментов относительно точки D.
MD(P4) = M4 + R34*LBD + G4*H4 – P4*H4 = 0
R34 = (- M4 - G4*H4 + P4*H4)LBD
R34 = -29.3 – 1000*0.69 – 1170*0.15
В соответствии с уравнением строим план сил.
Рассмотрим группу Ассуро класса 1 вида. Она состоит из шатуна ВС и коромысла АВ. На звенья этой группы действуют силы: силы тяжести G2 и G3 силы инерции Р2 и Р3 силы реакции R43 R12 R12 R03 и R03.
Условие равновесия группы:
R12 + R12 + G2 + P2 + R43 + P3 + G3 = 0
Составим уравнение моментов относительно точки С.
MС(P3) = H3*G3 + H3*P3 – M3 – R03*LBC = 0
R03 = H3*G3 + H3*P3 – M3
R03 = 0.01*200 + 116*0.392 - 39
Составим уравнение моментов относительно точки А.
MА(P2) = R12*LAB – M2 + H2*G2 + P2*H2 = 0
R12 = M2 - H2*G2 - P2*H2
R12 = 11.5 – 0.15*180 – 0.12*139
Рассмотрим кинетостатику начального звена.
Состоит из кривошипа 1 и стойки 0.
Составим для него уравнение равновесия:
- Pур*LOA – R21*H1 = 0
Pур = - R21*H1 LOA = - 5950*0.0250.1 = 1487.5 Н
Все силы поворачиваем на 90° в одном направлении. Из условия равновесия плана скоростей определяем уравновешивающую силу Рур прикладываем Рур в точке а считая е приложенной в точке А кривошипа.
МР(Р) = -Рур*lap – F2*lab + G2*H2 + F3*(h + lps3) + G3*H3 + P2*H2 + G4*H4 + F4*lbd + F4*ls4p = 0
Pур = G2*H2 + F3*(h + lps3) + G3*H3 + P2*H2 + G4*H4 + F4*lbd + F4*ls4p - Рур*lap
Определение момента инерции махового колеса.
) Определение приведенных моментов движущих сил и сил сопротивления.
n – количество подвижных звеньев механизма;
W1 – угловая скорость звена приведения (кривошипа).
) Определение приращения кинетической энергии за цикл установившегося движения путем графического интегрирования.
Строим график работ сил сопротивления.
т.F – полюс интегрирования
Ка = Кφ*Км*Н (Н*ммм)
Ка = 0026*40*80 = 832 (Н*ммм)
График приращений кинетической энергии
ΔЕ = f(φ) в пределах одного цикла
) Определение приведенного момента инерции.
) Определение размеров маховика.
Синтез кулачкового механизма.
Синтез кулачкового механизма начинаем с построения диаграмм движения ведомого звена – коромысла исходя из заданной диаграммы ; интегрируя графически эту диаграмму получаем график .
Принимаем полюсное расстояние На = 50 мм. Проинтегрировав эту диаграмму таким же образом получаем диаграмму угловых перемещений полюсное расстояние Нv = 50 мм.
Определяем масштабы диаграмм:
Определение минимального радиуса кулачка.
Из произвольной точки О проводим дугу радиусом равным длине коромысла l=0.11м в масштабе Ks = 00005 ммм. На этой дуге отмечаем точку С0 – начальное положение центра ролика коромысла. От точки С0 откладываем угол качения = 25°
SBmax = хmax * Ks = L4*SBmax
Положение центра ролика на дуге определяем с помощью углов:
Для построения диаграммы скорости от угла давления на лучах откладываем отрезки
где w1 – угловая скорость кулачка;
Wi – угловая скорость коромысла в i положении.
Через крайние точки отрезков проводим прямые под минимальным углом передачи γmin =40° к данным отрезкам. Областью центра вращения кулачка будет заштрихованный участок. Поместим центр вращения кулачка О1В заштрихованный участок. Длина минимального радиуса кулачка будет равен отрезку О1С1.
Расстояние между центрами вращения кулачка и коромысла:
Профилирование кулачка.
Из произвольной точки О проводим луч OF на луче в масштабе Ks = 0.0005 ммм откладываем отрезок ОСО. Из точки О и СО до взаимного пересечения откладываем угол качения = 25° и разбиваем его на соответствующие углы.
Проводим окружности радиусами этих углов. От линии ОСО откладываем фазовые углы и делим дуги окружностей R=ОСО на части с диаграммы пути обозначаем эти углы точками С1 С2 Затем проводим дуги радиусом l до пересечения с окружностями соответствующих радиусов полученные точки соединяем плавной линией.
Действительный профиль вычерчиваем как огибающую семейства дуг радиуса равного радиусу ролика r = (0.2-0.4)r0 = 0.0048м
Схема кулачкового механизма
Расчет планетарного редуктора.
Схема планетарного редуктора
Список использованной литературы.
Попов Г.А. Тимофеев С.А. Курсовое проектирование по теории механизмов и механике машин. М.1998
Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. М. 1975
Баранов Г.Г. Курс теории механизмов и машин. М. 1974
Кожевников С.Н. Теория механизмов и машин. М. 1972
Решетов Л.Н. Справочник. М. 1985
Юдин В.А. Петрокас Л.В. Теория механизмов и машин. М. 1977

1иршин1лист.cdw

План ускорений Ка=0013 ммм*сек
Курсовой проект по ТММ
План скорстей Кv=0008 мсек*мм
Механизм первого класс (01) Группа Ассура второгр класса (23) Группа Ассура второго класса (45)

Т л.docx

Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
«Южно-Уральский государственный университет»
Кафедра «Машиноведение»
«Теория механизмов и машин»

курсовой по ТММ готовое.doc

Министерство образования Российской
Филиал ЮУрГУ в г. Усть-Катаве.
Специальность: Технология
ПО ТЕОРИИ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН
Задание к курсовому проекту
Размеры звеньев рычажного механизма
Частота вращения электродвигателя
Частота вращения кривошипа l и кулачка
Массы звеньев рычажного механизма
Моменты инерции звеньев рычажного
Коэффициент неравномерности вращения
Положение кривошипа при силовом
Модуль зубчатых колёс планетарной
Числа зубьев колёс простой передачи
Модуль зубчатых колёс ZA ZВ
Длина коромысла кулачкового механизма
Угловой ход коромысла
Фазовые углы поворота кулачка
Допускаемый угол давления
Момент инерции коромысла
Структурный анализ механизма
Определение степени подвижности
Степень подвижности механизма
определяем по формуле П.Л. Чебышева для
где n- число всех подвижных звеньев
P5- число вращательных и поступательных
P4- число высших кинематических пар.
Для данного механизма долбёжного
Подставив данные в формулу получим
Анализ механизма по Ассуру
Выделяем начальное звено.
За механизм первого класса принимаем
кинематическую пару 0-1
Выделяем группы Ассура
Группы Ассура выделяем так чтобы не
получили «болтающего» звена.
Группа Ассура II класса 2 вида -
кинематическая пара 2-3
Группа Ассура II класса 1 вида -
кинематическая пара 4-5
Структурная формула механизма
Согласно разделению механизма на
группы Ассура записываем структурную
I(0-1)II(2-3) III(4-5)
Кинематический анализ механизма
Определение линейных и угловых
скоростей ускорений точек звеньев
механизма для каждого из положений
механизма путём построения планов
скоростей и планов ускорений.
Определение скоростей.
Определим угловую скорость вращения
w1=3.14*n130=20.93 с-1
Определим линейную скорость точки А
принадлежащей кривошипу ОА
V1=w1*lOA=20.93*0.1=2.093 мс
Определим масштабный коэффициент Кv
для планов скоростей. Для этого зная
что V1 постоянная для всех положений
примем длину отрезка соответствующего
на плане скоростей скорости V1 равной 50
Кv=V150=0.04186 мс*мм
Принимаем Кv=0041 мс*мм
Используя векторные уравнения
V1=V2 + V3 Vд=VС + VДС
Строим план скоростей для 1 положения
От полюса Р отложим отрезок
перпендикулярный звену ОА длиной
РV1=V1Kv=2.0930.041=51 мм
Через полюс Р проведём прямую
перпендикулярно звену ВС. Из конца
отрезка РV1 опустим перпендикуляр на
эту прямую получим точку V3. Отрезок РV3
будет соответствовать скорости V3 а
отрезок V3V1 скорости V2. Скорость точки С
VC противоположна скорости V3 так как
эти точки принадлежат одному звену 3
Величину VC найдём из формулы
где lAB находится для каждого положения
со схемы механизма по формуле lAB= АВ*Кs
(АВ - длина отрезка)
На плане скоростей отложим отрезок
Из конца отрезка РVC проведём прямую
перпендикулярно звену 4 механизма.
Из полюса Р проведём прямую
параллельно звену 5 механизма.
Получим точку Vдс. Отрезок VCVдс на плане
скоростей соответствует скорости Vдс а
Разделим отрезок VCVдс пополам получим
точку S4. Из полюса Р проведём прямую
соединяющую точки Р и S4 полученный
отрезок соответствует скорости центра
масс звена 4 механизма VS4. Полученные
данные скоростей заносим в таблицу
(1)Va1=2.093 мс Vs2=Va2
Va2=43.9*Kv=1.799 мсVs1=Vs3=0
Va3=26*Kv=1.066 мсV5=Vd
Vd=17.25*Kv=0.707 мс
Vdc=18.56*Kv=0.76 мс
Vs4=21.26*Kv=0.871 мс
Va3=38.93*Kv=1.59 мс
Vs4=19.28*Kv=0.79 мс
Vdc=10.35*Kv=0.42 мс
Vc=22.18*Kv=0.909 мс
Va2=18.34*Kv=0.75 мс
Va3=44.26*Kv=1.81 мс
Vs4=19.03*Kv=0.78 мс
Va2=15.91*Kv=0.65 мс
Vs4=19.44*Kv=0.79 мс
Va2=30.52*Kv=1.25 мс
Va3=40.14*Kv=1.64 мс
Vs4=17.97*Kv=0.73 мс
Va2=42.79*Kv=1.75 мс
Va3=27.15*Kv=1.11 мс
Vs4=20.45*Kv=0.83 мс
Vdc=20.16*Kv=0.82 мс
Va2=49.36*Kv=2.02 мс
Vs4=20.37*Kv=0.83 мс
Vdc=13.12*Kv=0.53 мс
Va3=20.65*Kv=0.84 мс
Vs4=20.67*Kv=0.84 мс
Vdc=14.28*Kv=0.58 мс
Vs4=20.88*Kv=0.85 мс
Va2=46.24*Kv=1.89 мс
Vs4=24.89*Kv=1.02 мс
Vs4=78.84*Kv=3.23 мс
Vdc=121.38*Kv=4.97 мс
Vc=139.43*Kv=5.71 мс
Определение ускорений.
Определим постоянное для всех
положений ускорение точки А
принадлежашей звену 1 механизма.
а1n=V12lOA=w12* lOA=43806 мс2
Определим масштабный коэффициент Ка
Ка= а1n100=043 мс2*мм
построим план ускорений для 1
Из полюса отложим отрезок а1
параллельно звену 1 механизма длиной
Из полюса отложим отрезок ак
перпендикулярно звену 3 механизма
направление кориолисова ускорения
определим поворачивая скорость V2 по
направлению угловой скорости w3 на 90°.
w3=Va3Lab w3=2693.17=0.279 с-1
где ак=2*w3*V2=24.49 мс2
Из точки ак отложим ускорение а3n.Это
ускорение параллельно звену 3
механизма направлено от точки А к
ак а3n= а3nКа=26.65 мм
где а3n=V3 lOA=10.66 мс2
Из точки а3n проведём прямую
перпендикулярно звену 3 механизма а из
точки а1 проведём прямую параллельно
звену 3 механизма до пересечения. Точку
пересечения назовём а2
а3т=11.76*Ка =4.73 мс2
а3= а3т+ а3n= 15.94*Ка=6.37 мс2
Из полюса отложим отрезок ас
параллельный ускорению а3 но
направленный в противоположенную
ас= а3 lВС lАВ=519 мм
ас=51.9*Ka=20.76 мс2
Из точки ас отложим отрезок ас аДС
параллельный звену 4 механизма.
Из полюса отложим отрезок аД
параллельный звену 5 механизма.
Эта точка определяется пересечением
отрезка аД с прямой перпендикулярной
звену 4 механизма проведённой из точки
аД=6.01* Ка=2.404 мс2 аДС= аС аДС Ка
аДС= аДСт+ аДСn= аС аД Ка
Из полюса отложим отрезок до
пересечения с центром отрезка аСаД –
аS4=25.18* Ка=10.07 мс2
Силовой расчёт механизма.
Определим величину сил инерций и
моментов инерций точек звеньев
Рин=м5аД=30* 2404=721
Рин=м4аS4=5 *1007=5035
Мин=I44=0.08 *12.40.5=198
Мин=I33=0.32* 10.40.158=2106
Рассмотрим кинетостатику групп Ассура.
Прикладываем все силы действующие на
звенья механизма: силы тяжести силы
инерций моменты инерций реакции
отброшенных звеньев силу резания.
Рассмотрение начинаем с самой
удалённой группы Ассура II класса 1 вида
(54). Построим в масштабе Кs=0001 ммм
данную группу Ассура.
Сила Рин будет действовать
противоположно ускорению аД.
противоположно ускорению аS4.
Для определения направления действия
Мин рассмотрим в какую сторону будет
действовать угловое ускорение 4. Для
чего в точку Д приложим ускорение аДС
из плана ускорений. Направление
вращения относительно S4 – это
направление углового ускорения 4.
Мин противоположен направлению 4.
Так как неизвестно направление R34 то
разложим этот вектор на два R34 и R34.
Направления которых известны
величина нет. Для этого разобьём группу
Ассура в точке Д и рассмотрим условия
равновесия звена 4 механизма.
Рассмотрим сумму моментов
относительно точки Д
МД(Рi)=R34 lСД- Мин- Рин h4-G4h5
R34= Мин+ Рин h4+G4h5
где h4=62 *0002=0.012 м
h5=4907* 0002=0.098 м
R34= (198+ 5035*0012+5886*0098)04=205 H
Запишем сумму всех сил действующих на
R05+PРЕЗ+G5+Pин+G4+Pин+R34+R34=0
На основе данного уравнения составим
план сил для группы Ассура II класса 2
Определим масштабный коэффициент Кр
Построение плана сил начинаем с РРЕЗ и
далее по векторному уравнению.
Затем из точки Р проводим прямую
перпендикулярно звену 5 механизма –
это линия действия R05. Из конца вектора
R34 проводим прямую перпендикулярно R34
– это линия действия R34.
Для нахождения вектора R34 соединим
начало R34 и конец R34.
Истинные значения определим умножая
длину отрезков на масштабный
Определим построением направление и
величину вектора R54. Для этого запишем
сумму всех сил действующих на звено 4
G5+Pин+G4+Pин+R34+R34+R54=0
Истинную величину получим умножая
длину отрезка на масштабный
Рассмотрим кинетостатику группы
Ассура II класса 2 вида (32). Построим
отдельно группу Ассура в масштабе Ks .
Приложим все силы действующие на
Сила R43= R34 но противоположна по
Момент инерции Мин направление
определим аналогично Мин.
Силу реакции опоры в точке В разложим
на две составляющие R03 и R03.
Расчленим группу Ассура в точке В и
рассмотрим условия равновесия звена 3
Запишем сумму моментов всех сил
относительно точки А.
МА(Рi)=R03 lАВ- Мин+ R43 h3-G3h2
R03= М3 -- R43 h3+G3h2
где h2=7904*0002=0158 м
h3=14609*0002=0.293 м
R03= 2106 – 2829*0293+6859*0158=97.4 H
R12+P43+G3+R03+R03=0
Построение плана сил начинаем с Р43 и
Затем из полюса Р проводим прямую
перпендикулярно звену 1 механизма –
это линия действия R12. Из конца вектора
R03 проводим прямую перпендикулярно R03
– это линия действия R03.
Для нахождения вектора R03 соединим
начало R03 и конец R03.
R03=32749*4=130996 H
Рассмотрим кинетостатику механизма I
На механизм действует только сила R21.
Она равна силе R12 но противоположна по
Из схемы видно что для уравновешивания
данного звена требуется приложить в
точке А силу Рур. Очевидно что РУР= -
BДля определения уравновешивающей силы
РУ строим повёрнутый на 90° план
скоростей в масштабе Кv.
механизм моменты сил раскладываем на
Запишем уравнение равновесия
относительно полюса Р.
-P3*lp3-F4*lf4`+Pрез*lрез-G5*lрез+P5и*lрез+F4*lf4`-Pур*lr
Откуда выразим РУР =
-P3*lp3-F4*lf4`+Pрез*lрез-G5*lрез-P5и*lрез-F4*lf4-P3`*lp3`=
где lf4`=25.56*0.081=2.07мм
lf4=17.49*0.081=1.41 мм
lp3`=141.42*0.081=11.45 мм
lg4=24.23*0.081=1.96 мм
lpрез=34.5*0.081=2.8 мм
lrур=200*0.081=16.2 мм
lp3=8.23*0.081=0.66 мм
Определение массы маховика.
Определяем величину привёдённого
момента сил сопротивления для каждого
из двенадцати положений механизма
МПР=G4 VS4 cos(G4 VS4)+ G5 VД cos(G5 VД)+ Ррез VД cos(Ррез
МПР=1.849+13.497+0=15.346 Нм
МПР=-1.372-8.998+0=-10.37 Нм
МПР=-5.98-42.739+0=-48.719 Нм
МПР=-8.81-58.735+0=-67.545 Нм
МПР=-5.13-32.742+0=-37.872 Нм
МПР=-1.08-5.499+0=-6.547 Нм
МПР=1.661+12.247+0=13.908 Нм
МПР=3.084+19.245-78.471=-56.142 Нм
МПР=3.945+24.744-100.892=-72.203 Нм
МПР=8.81+58.735-239.49=-171.945 Нм
МПР=4.621+30.492-124.331=-89.218 Нм
МПР=3.534+24.744-100.892=-72.614 Нм
Определим масштабный коэффициент Кφ
Кφ=2b=6.28300=0021 радмм
Определим масштабный коэффициент Км
Км=17194580=215 Нммм
Строим график зависимости
МПР=f(φ).Графически интегрируем этот
график. Для этого принимаем базу
интегрирования Н=50 мм.
Из середин отрезков графика проводим
прямые параллельные оси φ.
Из полюса F проводим отрезки
соединяющие полученные ранее точки
пересечения прямых с осью МПР.
Ниже проводим новую ось φ. Из начала
координат откладываем отрезок
параллельный Fa –01`. Затем из точки 1`
откладываем отрезок параллельный Fв
Получим график работ сил сопротивления
АQ= f(φ). Проводим из начала координат в
конец графика прямую ВС. Такой же угол
который образует прямая с осью φ
отложим с другой стороны оси φ.
Получим график работ движущих сил АP=
f(φ). График получается прямолинейным
так как момент движущих сил задается
Из полюса F параллельно графику работ
движущих сил АP= f(φ) проведем прямую до
пересечения с осью МПР. Из полученной
точки проведем прямую параллельную оси
.Получим график МP= f(φ)=const.
Определим величину приращения
кинетической энергии за один полный
цикл движения. Так как приращение
кинетической энергии.
То график приращения кинетической
энергии строим путем вычитания в
каждом интервале из ординаты графика
работ движущих сил АP= f(φ) ординаты
графика работ сил сопротивления АQ= f(φ)
Определяем величину приведенного
момента инерции для каждого из
двенадцати положений механизма.
JПР= JДВ+ JS1+ JS3(ws3w1)2+ м4 (Vs4w1)2+JS4 (ws4w1)2+м5
где JДВ=005 момент инерции двигателя.
JS1=03 момент инерции звена1
JS3=06 момент инерции звена 3
JS4=015 момент инерции звена 4.
Данные скоростей берем из таблицы.
JПР=005+03+0476+0018+0043+0047=0896
JПР=005+03+0716+0020+00068+0021=114
JПР=005+03+0762+0075+00054+0475=124
JПР=005+03+1344+0134+0+0893=1826
JПР=005+03+0764+0061+00051+0278=1225
JПР=005+03+0719+0015+00064+00079=1135
JПР=005+03+0478+0018+0049+0039=0898
JПР=005+03+0397+0022+00021+0096=0815
JПР=005+03+0347+0028+00005+0158=0773
JПР=005+03+0336+0131+0+0896=0868
JПР=005+03+0341+0039+00006+0242=0783
JПР=005+03+0393+0026+0043+0159=0819
Для построения кривой Виттенбауэра
графики приращения кинетической
энергии и график приведенного момента
инерции поворачиваем под углом 90( друг
к другу ( для исключения параметра φ)
График приведенного момента инерции
строим в масштабе КJ.
КJ=1.14152=0.0075 кгммм
Определим масштабный коэффициент КА=КЕ
КА= Кφ КмН=0021 215 50=22575 Нммм
Соединяя одноименные точки с графика
приращения кинетической энергии и
графика приведенного момента инерции (
например 1 и 1`) получаем кривую
К этой кривой проводим касательные под
tgМАХ= (КJ w12 (1+))(2 КЕ)=(0.0075 15.72(1+0.04))(2
tg МiN= (КJ w12 (1-))(2 КЕ)=(0.0075 15.72(1-0.04))(2
Вычислим момент инерции маховика.
где (ав)- длина отрезка отсекаемого
касательными на оси φ в мм.
JМ=((73) 22575) (004 1572)=167 кг м2.
Из формулы для определения махового
момента определим необходимую массу
где Д=03 м диаметр маховика.
Определим ширину В маховика. Массой
ступицы пренебрегаем считая что вся
масса расположена по ободу.
V=В((Д+S)2-(Д-S)2) V=мγ=7427810=00095 м3
где S- высота обода маховика S=02Д=006 м
γ=781 гсм2 – плотность железа.
Выражая из формул В получаем
В=((Д+S)2-(Д-S)2)= 314(0032-0014)=0068 м=68 мм
Полученным данным вычерчиваем эскиз
Синтез кулачкового механизма.
Построим в произвольном масштабе
график аналога ускорения затем путем
графического интегрирования получим
график аналога скорости и график
Кφ=φРАБb=(120(240) (180) =0087 радмм
b=240 мм - база графика
Определим масштабный коэффициент К
К=МАХ ХМАХ =(22(90) (180) =0043 радмм
ХМАХ =90 мм – максимальная ордината
Определим масштабный коэффициент Кw
Кw = К (Hw Кφ) =0.0043 (40 0.087) =00124 радмм
Hw = 40 мм – база интегрирования
К = Кw (H Кφ) =0.0124 (50 0.087) =00285 радмм
H = 50 мм – база интегрирования
Определим минимальный радиус кулачка.
Построим схему кулачкового механизма в
Кs=lBС200=026200=00013 ммм.
Построим график зависимости скорости
выходного звена от скорости вращения
кривошипа. Для этого проводим линию СВ0
соответствующую первоначальному
положению кривошипа. От этой прямой
откладываем углы определяемые по
где Xi= ординаты с графика перемещений.
X1=21=2 00043 (180 )=05(
X2=72=7 00043 (180 )=17(
X3=143=14 00043 (180 )=35(
X4=264=26 00043 (180 )=64(
X5=385=38 00043 (180 )=94(
X6=546=54 00043 (180 )=128(
X7=657=65 00043 (180 )=016(
X8=758=75 00043 (180 )=185(
X9=8259=825 00043 (180 )=20(
X10=8810=88 00043 (180 )=215(
X11=9011=90 00043 (180 )=22(
Из точки С проводим дугу радиусом СВ0
получим точки В1В2 и т.д.
На этих лучах отложим отрезки ВIДI
где yi – длины ординат с графика
y1=14В1Д1=(14 00124)(157 00087)=257
y2=27В1Д1=(27 00124)(157 00087)=496
y3=375В1Д1=(375 00124)(157 00087)=679
y4=47В1Д1=(47 00124)(157 00087)= 893
y5=52В1Д1=(52 00124)(157 00087)= 955
y6=52В1Д1=(52 00124)(157 00087)= 955
y7=47В1Д1=(47 00124)(157 00087)= 893
y8=37В1Д1=(37 00124)(157 00087)= 6737
y9=22В1Д1=(22 00124)(157 00087)= 496
y10=14В1Д1=(14 00124)(157 00087)=257
y11=0В1Д1=(0 00124)(157 00087)=0
Проведем касательные под углом VДОП=40(.
Точка их пересечения О центр вращения
кулачка. Минимальный радиус кулачка
r0=OB0Ks=56 0.0013=72.8 мм.
Расстояние от центра вращения
коромысла до центра кулачка
СО=СО Кs=243 00013=3159 мм
Профилирование кулачка.
Для определения профиля кулачка
используем метод обращения движения.
В масштабе Кs= ммм строим
коромысло в начальном положении
соответствующим схеме механизма .
Из точек С и О проводим две дуги
радиусом lBС и r0 до взаимного
пересечения в точке В0.
Радиусом СВ0 проводим дугу и делаем
разметку положения центра ролика
коромысла используя предыдущий
Из точки О радиусом ОВ0 и ОС проводим
От радиуса ОС откладываем фазовые углы
по интервалам взятых с диаграмм.
Из точки О радиусами ОВ1 ОВ2 и т.д.
проводим дуги окружностей.
Затем сообщаем кулачку и коромыслу
угловую скорость –WКЛ в результате
чего кулачек будет находится в
условном равновесии а коромысло
осуществляет два вращательных
движения и центром ролика опишет
профилей зубьев.Позаданным значениям
определяем величину радиуса начальной
окружности. окружной шаг по
делительной окружности Угловые шаги
Радиусы основных теоретический
Для получения практического профиля
кулачка построим огибающую дуг радиуса
r ролика имеющие центры на
теоретическом профиле кулачка.
Построение профилей зубьев. Позаданным
значениям m z1 и Z2 определяем:
Радиусы делительной окружности.
Окружной шаг по делительной
t1=2Z1=0523 рад =30°
t2=2Z2=0314 рад =18°
Радиусы основных окружностей
rb1=0.5mZ1cosα=31948 мм
rb2=0.5mZ2cosα=53246 мм
где α=20° угол профиля рейки.
Относительные смещения
инструментальной рейки при нарезании
Толщину зуба по делительной окружности
s1=m(2 +2X1tgα)=14427 мм
s2=m(2 +2X2tgα)=785 мм
Инволюту угла зацепления
inv αW= inv α+2((X1+X2)(Z1+Z2))=0026
Угол зацепления определим по таблице
Радиусы начальных окружностей
rW1= 0.5 m Z1 cosα cosαW=2314 мм
rW2= 0.5 m Z2 cosα cosαW=56565 мм
Межцентровое расстояние между осями
aW=0.5m(Z1+Z2) cosα cosαW=79705 мм
Радиусы окружностей впадин
rf1= 0.5 m (Z1-2.5+2X1) = 2522 мм
rf2= 0.5 m (Z2-2.5+2X2) =4375 мм
Радиусы окружностей вершин.
ra1= aW - rf1 - 0.25m=53235 мм
ra2= aW - rf2 - 0.25m=34705 мм
По полученным данным строим карту
эвольвентного зацепления
Определим масштабный коэффициент Кs
исходя из требования что на чертеже
высота зуба была не менее 50 мм.
Кs= (ra1- rf1).50=0.011150=0.0002220.0002 ммм
Проводим окружность радиусом rW1 и rW2.
Через полученную точку Р проводим
касательную t-t. Проводим прямую n-n
через точку Р под углом αW=24° к
касательной t-t. Из точек O1 и O2 на прямую
n-n опускаем перпендикуляры. получим
точки А и В. Делим отрезок АР на равные
отрезки. Делим дугу Р`А на столько же
равных частей (Р1`=1`2`=2`3` и т.д.). Через
полученные точки 1`2`3` проводим лучи
из точки О2. Востанавливаем к
полученным радиусам перпендикуляры и
откладываем на них отрезки 1`1``=1P 2`2``=2P
`3``=3P .Соединяя полученные точки 1`` 2``
`` плавной кривой получим эвольвенту
профиля зуба. Неэвольвентную часть
зуба очерчивается сперва по радиусу а
затем делается скругление радиусом
r=0.4m=2 мм. С помощью шаблона строим
остальные зубья колеса.
Для первого колеса построение
проводится аналогично.
Определим коэффициент перекрытия
Аналитический способ расчёта
коэффициента перекрытия
α = ((tgαα1- tgαW)t1+((tgαα2- tgαW)t2)=
где αα1=arccos(rb1 ra1)=44.62
αα1=arccos(rb1 ra1)=30.2
Практический способ расчёта
где φα1- угол перекрытия
Проектирование кинематической схемы
планетарного редуктора.
В состав редуктора входит планетарный
механизм и пара зубчатых колес.
Uред=UпланетUзубчатых колес=nДВn1=1500200=75.
Передаточное число Uзубчатых
Uпланет=UредUзубчатых колес=75 166 =45
Из условия соосности z3=z1+2z2 и формулы
для передаточного отношения U1H=1+z3z2
выразим отношение z2z1.
Принимаем z1=15 тогда z2=42.
Определим z3= z1+2z2=15+2 42=99
Определяем число сателлитов
Определим предельно допустимое
значение числа сателлитов.
k ≤ 180arcsin((z2+2)(z1=z2))=3.5
При данных значениях определяем
радиусы делительных окружностей.
В масштабе Ks=001 ммм вычерчиваем схему
Список использванной литературы
Курсовое проектирование по теории
механизмов и машин. Кореняко А.С. и др.
Высшая школа 1970 322 стр.
ИзмЛист№ документаПодписьДата

зубчатое зацепление Иршин4-8.cdw

Курсовая проект по ТММ
Картина эвольвентного