Курсовой проект "Синтез и анализ зубчатых передач"

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

1. СИНТЕЗ И АНАЛИЗ РЫЧАЖНОГО МЕХАНИЗМА

1.1 Исходные данные

1.2 Построение планов положений

1.3 Структурный анализ

1.4 Синтез и анализ механизма на ЭВМ

1.5 Анализ рычажного механизма

1.6 Кинематический анализ методом планов

1.6.1 Построение плана скоростей

1.6.2 Построение плана ускорений

1.7 Силовой расчет

1.7.1 Определение инерционных факторов

1.7.2 Силовой расчет группы Ассура II2 (4,5)

1.7.3 Силовой расчет группы Ассура II2 (2,3)

1.7.4 Силовой расчет механизма I класса

2. РАСЧЕТ МАХОВИКА

2.1 Определение приведенных факторов

2.2 Построение диаграмм

2.3 Определение момента инерции маховика и его размеров

3. СИНТЕЗ ИАНАЛИЗ КУЛАЧКОВОГО МЕХАНИЗМА

3.1 Построение диаграмм движения толкателя

3.2 Определение основных размеров механизма

3.3 Построение профиля кулачка

3.4 Построение и анализ графика угла давления

4. СИНТЕЗ И АНАЛИЗ ЗУБЧАТЫХ МЕХАНИЗМОВ

4.1 Определение передаточного отношения механизмов

4.1.1 Расчёт геометрических параметров

4.1.2 Построение зацепления

4.1.3 расчёт и анализ коэффициента торцевого перекрытия

4.2 Синтез и анализ планетарной передачи

4.2.1 Синтез планетарной передачи

4.2.2 Кинематический анализ планетарных

механизмов

4.3 Расчет потребной мощности двигателя

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

Аннотация.

В проекте проведен структурный и кинематический анализ, а также проверка работоспособности спроектированного рычажного механизма, расчет маховика по заданному коэффициенту неравномерности, определены основные размеры и построен профиль кулачка кулачкового механизма, проведен синтез эвольвентного зубчатого зацепления с предварительным определением чисел зубьев колес, проведен синтез планетарной зубчатой передачи с предварительным определением ее передаточного отношения, а также кинематический анализ указанной передачи с целью проверки правильности синтеза.

Решение перечисленных задач позволило построить кинематическую схему машинного агрегата, как итог выполнения курсового проекта.

3.2. Определение основных размеров механизма.

Основные размеры кулачковых механизмов с роликовым толкателем определяются из условий обеспечения силовой работоспособности и минимальных габаритов.

Параллельно оси ординат диаграммы перемещений проводим траекторию т.В толкателя, на которой с помощью диаграммы перемещений отмечаем мгновенные положения точки В(В0,…, В22).

Определяем длины отрезков BiDi для каждого положения механизма. Расчетная формула имеет вид:

Полученные отрезки откладываем следующим образом: отрезок BD откладываем в направлении вектора скорости толкателя, повернутого на 900 в стороны угловой скорости кулачка

Концы отрезков (точки D0, …, D22) соединяем плавной кривой.

Для обеспечения силовой работоспособности и минимальных габаритов центр кулачка выбираем в точке пересечения линии отложенной под углом, равным максимальному углу давлении от крайней точки в области удаления, и прямой проведенной из точки D0 под тем же углом, отложенным в другом направлении.

Получаем радиус кулачка, но как видно из чертежа он очень маленьких размеров. Из конструкторских соображений, что вал довольно массивен и имеет довольно большой диаметр по сравнению с получившимся диаметром кулачка, возьмём центр «О» из допустимой зоны, а для простоты конструкции и построений примем механизм центральным, эксцентриситет равен 0.

3.3. Построение профиля кулачка.

Выбираем масштаб

1. Выбрав положение центра кулачка, чертим окружность радиусом кулачка. Откладываем в сторону противоположную вращения рабочий угол, и делим его на 29 частей. Проводим из центра радиальные прямые(положение их отличается на 10 градусов).Точки пересечения прямых и окружности обозначим B0, …,B22.

2. От точек B0, …,B22 на соответствующих положениях оси толкателя 0, …22 откладываем отрезки, равные перемещениям толкателя в соответствующих положениях BiBi’. Точки соединяются кривой, являющейся теоретическим профилем кулачка на рабочем его участке. На участке ближнего стояния теоретический профиль очерчен дугой окружности радиуса R0.

3. Строим действительный профиль кулачка, по которому катится ролик толкателя.

Радиус ролика выбираем из условия

3.4. Построение и анализ графика угла давления.

Для построения графика зависимости угла давления от положения кулачка нужно на оси ординат отложить в масштабе значения углов давления. Затем измерить углы

на графике определения минимального радиуса кулачка, и по этим значениям отметить точки. Соединяя точки получаем график. По этому графику можно судить, что в пределах углов удаления и дальнего стояния график не превышает заданный максимальный угол давления: max = 42. А на угле возвращения график превышает максимальный угол давления.

4. синтез и анализ зубчатых механизмов.

4.1. Синтез эвольвентного зубчатого зацепления.

Рассматриваемые зубчатые механизмы предназначены для передачи непрерывного вращательного движения от ведущего вала к ведомому при помощи зубчатых колес, зубья которых образуют в точке контакта высшую кинема тическую пару.

Для построения профиля зуба колеса используется кривая в виде эвольвенты – очерчивается любой точкой прямой при ее перекатывании без проскальзывания по окружности (прямая называется производящей, а окружность – основной).

Эвольвентная зубчатая передача на основе круглых колес обладает двумя положительными свойствами:

1. Обеспечивает постоянство передаточного отношения в процессе поворота колес (доказывается с помощью основной теоремы зацепления).

2. Величина передаточного отношения не изменяется при изменении межосевого расстояния.

Основными расчетными параметрами любого зубчатого колеса являются число зубьев (z) и модуль (m). Каждая точка эвольвентного профиля зуба характеризуется углов профиля зуба (у), значение которого на делительной окружности является стандартным и равным у = =20.

4.1.2. Построение зацепления.

1. Для каждого колеса выполняется построение эвольвентного профиля зуба:

Последовательность построения профиля зуба:

1. На основной окружности произвольно выбираем исходную нулевую точку построения эвольвенты 0.

2. Постоянным «раствором» измерителя ab (равным 8…10 мм) на основной окружности откладываем равные отрезки, получаем точки 1’,2’,3’,…,n’.

3. Через полученные точки проводим касательные к основной окружности, по которым откладываем отрезки ab, число которых при каждом построении равно номеру точки.

4. Построение повторяем до пересечения касательной (с отложенными на ней отрезками ab) с окружностью вершин.

5. Соединив полученные точки 1,2,3,4,…,n получаем эвольвенту.

6. По делительной окружности откладываем (допустимо по хорде) половину толщины зуба S/2 и проводим ось зуба.

7. Симметрично оси зуба строим его левый профиль.

8. Исходные точки эвольвенты 0 соединяем с центром колеса.

9. Из центров колес О1 и О2 проводятся окружности: делительная, основная, впадин зубьев, вершин зубьев.

10. На делительной окружности откладывается толщина зуба и симметрично построенному правому профилю зуба строится левый профиль зуба.

11. Строится эвольвентное зацепление.

4.2.2. Кинематический анализ планетарных механизмов.

Кинематический анализ заключается в определении передаточного отношения конкретного планетарного механизма с известными числами зубьев колес.

Последовательность построений графоаналитическим способом:

А) в произвольном масштабе строится вектор скорости (зацепления колеса к с сателлитом) и соединяется с центральной осью О – получаем линию распределения скоростей колеса к и измеряем угол ее наклона ;

Б) строим линию распределения скоростей сателлита ;

В) определяем вектор скорости оси сателлита и соединяя его с центральной осью, получаем линию распределения водила и угол ее наклона к вертикали;

Г) определяем передаточное отношение исследуемого планетарного механизма.

Заключение

По результатам выполнения отдельных листов курсового проекта составляем кинематическую схему машинного агрегата с изображением всех звеньев и кинематических пар отдельных механизмов.

На кинематической схеме машинного агрегата изображаем:

1. Двигатель Д с указанием его оборотов и требуемой мощности.

2. Схема передаточного механизма ПМ1 выбранных в процессе его синтеза с указанием чисел зубьев колес и числа сателлитов.

3. Схема шарнирно-рычажного механизма с указанием относительных параметров (относительных длин звеньев).

4. Маховик М с указанием его момента инерции и основных размеров.

5. Схема передаточного механизма ПМ2 с указанием чисел зубьев его колес.

6. Схема кулачкового механизма с указанием рассчитанных радиусов кулачковой шайбы, ролика и величины эксцентриситета.

7. Схематично указывается соединение вала двигателя с ведущим валом механизма ПМ1 муфтой М1, а ведомого вала механизма ПМ1 с кривошипом рабочей машины РМ – муфтой М2.

Кинематическая схема является конечным результатом выполнения курсового проекта и содержит исходные данные для дальнейшего проектирования машинного агрегата (расчетов на прочность, разработки конструкции механизмов и т. п.).

Первый лист(бадьянов).dwg