Материал: Синтез зубчатого механизма

Синтез зубчатого механизма

Содержание

Введение

1. Проектирование планов механизма

2. Кинематический анализ механизма

2.1 Построение планов скоростей

2.2 Построение планов ускорений

3. Силовой анализ механизма

3.1 Определение сил и моментов инерции

3.2 Силовой анализ группы Асура

3.3 Расчет ведущего звена

3.4 Определение уравновешивающей силы методом рычага Жуковского

. Синтез зубчатого механизма

4.1 Проектирование зубчатой передачи внешнего зацепления

4.2 Построение эвольвенты зубчатых колес

4.3 Проектирование станочного зацепления

4.4 Синтез планетарного редуктора

4.5 План скоростей планетарного механизма

4.6 Построение графика скольжения

Заключение

Список использованной литературы

зубчатый механизм передача редуктор

Введение

Одной из ведущих отраслей современной техники является машиностроение. По уровню развития машиностроения судят о развитии производительных сил в целом. Прогресс машиностроения в свою очередь определяется созданием новых высокопроизводительных и надёжных машин. Решение этой важнейшей проблемы основывается на комплексном использовании результатов многих дисциплин и, в первую очередь, теории механизмов и машин.

Теория механизмов и машин (ТММ) является основой проектирования работоспособных технических объектов. Основные задачи ТММ - анализ механизмов с заданными параметрами и проектирование механизмов (определение его параметров), удовлетворяющих заданным требованиям. Результаты решения задач ТММ являются исходными данными для более детального проектирования объектов методами деталей машин, сопротивления материалов и специальных дисциплин.

Рационально спроектированная машина должна удовлетворять социальным требованиям - безопасности обслуживания и создания наилучших условий для обслуживающего персонала, а также эксплуатационным, экономическим, технологическим и производственным требованиям. Эти требования представляют собой сложный комплекс задач, которые должны быть решены в процессе проектирования нового механизма.

Создание современной машины требует от конструктора всестороннего анализа ее проекта. Конструкция должна удовлетворять многочисленным требованиям, которые находятся в противоречии. Например, минимальная динамическая нагруженность должна сочетаться с быстроходностью, достаточная надежность и долговечность должны обеспечиваться при минимальных габаритах и массе. Расходы на изготовление и эксплуатацию должны быть минимальными, но обеспечивающие достижение заданных параметров. Из допустимого множества решений конструктор выбирает компромиссное решение с определенным набором параметров и проводит сравнительную оценку различных вариантов.

Качество создаваемых машин и механизмов в значительной мере определяется полнотой разработки и использования методов ТММ. Чем более полно будут учтены при построении механизмов и машин критерии производительности, надёжности, точности и экономичности, тем совершеннее будут получаемые конструкции.

В первой части данного курсовом проекте требуется произвести кинетостатический расчёт механизма, построить планы скоростей для 8 его положений, план ускорений, план сил групп Асура, план сил ведущего звена. Во второй части проводится синтез зубчатого механизма, вычерчивается план эвольвентного зацепления зубчатых колес, затем для меньшего колеса вычерчивается станочное зацепление и по заданным данным строится схема планетарного редуктора.

1. Проектирование планов механизма

Исходные данные:

Рисунок 1 - Схема кривошипно-ползунного механизма

 = 0,1 м

 = 0,32 м

 = 0,08 м

 = 0,085 м

 = 30 с-1= 16 Н

Для построения восьми планов положения механизма назначаем масштаб механизма так, чтобы он занимал примерно формат А4.

где  = 0,1 м - истинный размер звена ОА в метрах;

ОА - отрезок, изображающий звено ОА в выбранном масштабе на чертеже, его длину назначаем произвольно. Примем ОА = 50 мм.

С учетом этого

Определяем отрезки, изображающие известные размеры звеньев механизма в выбранном масштабе на чертеже.

Построение восьми планов положения механизма будем вести от одного из крайних положений.

Построение будем вести в следующем порядке (рисунок 2):

Рисунок 2 - Схема восьми положений кривошипно-ползунного механизма

В любом месте поля чертежа выбираем точку О. От точки О откладываем отрезок ОА. Из точки А проводим отрезок АВ, так, чтобы точка В находилась на одной линии с точкой О. Из точки А проводим отрезок АЕ к отрезку АВ. Проводим из точки О окружность радиусом ОА и разбиваем ее на восемь равных частей от положения ОА. Для определения текущих положений точки В из точки О проводим прямую, соответствующую движению точки В. Точку А2 соединяем с линией действия точки В, так, чтоб соблюдался размер отрезка АВ, полученный ранее, получим точку В2. Из токи А2 проводим отрезок А2Е2 к отрезку А2В2. Получим механизм во втором положении. Аналогично определяются другие положения звеньев механизма.

2. Кинематический анализ механизма

.1 Построение планов скоростей

Исходная схема механизма:

Рисунок 3 - Схема кривошипно-ползунного механизма

Так как звено 2 совершает вращательное движение, то линейную скорость точки А определим из соотношения

Так как звено 2 совершает плоскопараллельное движение, то для определения скорости точки В, принадлежащей второму звену, запишем теорему сложения скоростей

 (1)

Из уравнения (1) можно определить два неизвестных параметра  и  путем построения плана скоростей. Построение плана скоростей будем вести по уравнению (1) в следующем порядке:

В любом месте поля чертежа выбираем полюс плана скоростей .

Из полюса  откладываем отрезок , изображающий скорость точки А перпендикулярно звену ОА. Длину отрезка назначаем сами в пределах 100-120 мм. Примем =100 мм.

Через точку  на плане скоростей проводим линию действия вектора скорости .

Через полюс  проводим линию действия  параллельно направляющей. Точку пересечения проведенных выше линий обозначим через b.

По теореме подобия находим точку S2.

Аналогично строятся планы скоростей для оставшихся семи положений механизма.

Для определения численных значений скоростей определим масштаб полученного плана скоростей.

где  = 3 м/с - скорость точки А, м/с;

= 100 мм - отрезок, изображающий скорость точки А на плане скоростей, мм.

С учетом этого

Численное значение найденных скоростей будут равны:

Положение 1:

Положение 2:

Положение 3:

Положение 4:

Положение 5:

Положение 6:

Положение 7:

Положение 8:

Результаты расчетов сведем в таблицу 1.

Таблица 1 - Значения скоростей восьми положений механизма

.2 Построение плана ускорений

Исходная кинематическая схема механизма:

Рисунок 4 - Схема кривошипно-ползунного механизма

Определим линейное ускорение точки А, принадлежащей звену 1. Так как звено совершает вращательное движение, то ускорение точки А будет складываться из следующих составляющих

, так как , то

С учетом этого

;

Для определения ускорения точки В, принадлежащей звену 2, запишем теорему сложения ускорений

 (2)

//ОА //ВА ┴ВА

Нормальные составляющие уравнения определим аналитически, зная линейные и угловые скорости всех точек и звеньев механизма.

Для будущего плана ускорений назначим масштаб

где , нормальное ускорение точки А;

 - отрезок изображающий ускорение точки А на чертеже. Его длину выбираем произвольно (50 - 150 мм). Примем =120 мм.

С учетом этого

Определим отрезок, изображающий известное ускорение в уравнении (2) в выбранном масштабе

Построение плана ускорений будем вести с учетом найденных отрезков в следующем порядке (рисунок 5).

Рисунок 5 - План ускорений механизма в первом положении

В любом месте поля чертежа выбираем полюс плана ускорений р. Из полюса р откладываем отрезок =120 мм параллельно звену ОА. Из конца вектора ускорения точки А (точка ) откладываем отрезок  параллельно звену АВ. Из точки n проводим линию действия ускорения ┴ВА. Точку пересечения проведенных выше линий обозначим b. Соединим точку b с р и точкой .

По теореме подобия находим положения точек S1, S2 и S3.