3.2 Синтез и анализ комбинированного зубчатого механизма

Рисунок 3 – Схема редуктора

H – водило;

Z₁ – солнечное колесо;

Z₂, Z₃ – сателлиты;

Z₄ – опорное колесо;

Дано: n_дв= 1800 мин^-1; Z₅ = 8; Z₆ = 26; U_H1 =1/4.5; m=3.

Определяем передаточное отношение планетарной ступени:

Найдем передаточное отношение используя формулу Виллиса:

Принимаем: Z₁=120; Z₂=60; Z₃=15; Z₄ =165.

Рассчитываем диаметры зубчатых колес при m=3:

Принимаем масштабный коэффициент построения K_l=0.0005м/мм.

3.3 Построение плана скоростей

Для построения плана скоростей определяем скорость точки, принадлежащей ведущему звену. Принимаем .

Выбираем масштабный коэффициент построения плана скоростей:

3.4 Построение плана частот вращения

Для построения плана частот выбираем масштабный коэффициент

Из плана частот находим значение частот водила, солнечного колеса, сателлитов:

Найдем аналитически частоту выходного звена:

Найдем процент расхождения:

4 Синтез и анализ кулачкового механизма

Исходные данные:

а) диаграмма движения выходного звена

б) частота вращения кулачка n_кул=1800мин^-1;

в) ход толкателя h=12 мм;

г) допускаемый угол давления α=24 град;

д) рабочий угол кулачка φ_р=134 град;

е) кулачковый механизм с колебателем;

4.1 Построение кинематических диаграмм и определение масштабных коэффициентов

По заданному графику скорости толкателя v = f(t), графическим интегрированием по методу хорд и дифференцированием по методу хорд получаю графики ускорения и перемещения роликового толкателя. Графики a = f(v), a = f(s), v = f(s) получаем методом исключения общего переменного.

База интегрирования:

Масштабный коэффициент перемещения толкателя:

где y_smax–максимальное значение ординаты графика s=f(t), мм.

Масштабный коэффициент времени:

где n_кул– частота вращения кулачка:

=180 мм – длина отрезка на оси абсцисс графика, изображающая время поворота кулачка на рабочий угол.

Масштабный коэффициент скорости толкателя:

Масштабный коэффициент ускорения толкателя:

4.2 Определение минимального радиуса кулачка

_{Принимаю масштабный коэффициент построения}

По оси ординат графика v’ –s’в масштабе K’_S откладываем величину перемещения толкателя y’_Smax, мм:

Находим отрезки в масштабе K’_S, изображающие перемещение толкателя в каждом положении графически.

Отрезки приведенной скорости толкателя определим графически, для чего находим максимальное значение приведенной скорости:

где y_vmax – максимальное значение ординаты графика v = f(t), мм,

ω_кул – угловая скорость кулачка,

Для остальных положений отрезки приведенной скорости определяются графически.

Радиус ролика:

Тогда истинное значение минимального радиуса кулачка:

4.3 Построение профиля кулачка

Строим профиль кулачка в масштабе Проводим из цента О₁ окружность минимального радиуса R_o и окружность дезаксиала радиусом е.

На окружности минимального радиуса , в обращенном движении, откладываем рабочий угол . Через точки деления 0, 1, 2, 3..., 8 проводим навстречу выбранному направлению угловой скорости кулачка касательные к окружности дезаксиала, на которых откладываем от окружности минимального радиуса значения перемещения толкателя, найденные в масштабе . Соединив концы этих отрезков плавной кривой, получим центровой профиль кулачка. Методом обкатки центрового профиля радиусом r строим действительный профиль кулачка и изображаем тип толкателя.

4.4 Определение максимальной линейной скорости и ускорения конца толкателя

Определяют максимальную линейную скорость и ускорение следующим образом.

Для толкателя

где у_vmax, у_amax- максимальные ординаты скорости и ускорения на графиках v-t и a-t соответственно, мм.

.

Заключение

На первом листе произвели синтез и кинематический анализ механизма. Для этого вычертили механизм в 12 положениях, определили скорости всех точек механизма во всех положениях и ускорение точек механизма в нечетных положениях и в 12 положении. Построили графики перемещения, скорости и ускорения выходного звена.

На втором произвели силовой анализ механизма. Для этого вычертили механизм в первом положении и нанесли все действующие силы. Вычертили рычаг Жуковского (план скоростей перевернули на 90 градусов), нанесли все силы, действующие на рычаг. Сравнив полученные уравновешивающую силу из плана Рур=19800 H. и уравновешивающую силу из рычага Жуковского Р_ур=19990.3 H., получили процент погрешности построения 0,96%.

На третьем листе произвели проектирование и кинематическое исследование зубчатого механизма. Вычертили зубчатое зацепление пятого и шестого колеса, определили погрешность коэффициента зацепления. Вычертили планетарный редуктор, для этого определили числа зубьев всех колес Z₁=120, Z₂=60, Z₃=15, Z₄=165 и нашли диаметры. Нашли значения частот, полученные графическим и аналитическим методами, сравнили их определив погрешность. Во всех случаях процент погрешности не превысил 0%.

На четвертом листе произвели синтез и анализ кулачкового механизма. Рассчитали коэффициенты построения графиков. Вычертили графики скорости, ускорения и перемещения. Вычертили кулачок и определили максимальные линейные скорости и ускорения конца толкателя равные

v_max= 0,294 м/с, а_max=142,2 м/с².

Список литературы

1 А. А. Машков, Теория механизмов и машин. – Машиностроение, Вышейшая школа, г. Минск, 1971г. – 467с.

2 С. Н. Кожевников, Теория механизмов и машин. – Машиностроение,

г. Москва, 1969г. – 583с.

3 А. С. Кореняко, Курсовое проектирование по теории механизмов и

машин. – Высшая школа, Киев, 1970г. – 330с.

4 И. П. Филонов, Теория механизмов и машин и манипуляторов. –

Дизайн ПРО, г. Минск, 1998г. – 496с.

5 И. И. Артоболевский, Теория механизмов и машин. – Наука, г. Москва,

1988г. – 496с.

6 К. В. Фролов, Теория механизмов и машин. – Высшая школа, г. Москва,

1998г. – 496с.