Расчёт поперечно-строгального станка - umotnas.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
1. Расчетный метод 1 48.6kb.
Исходные данные 3 Расчет производственной программы 4 1 133.88kb.
5111 Диам обраб детали 10-80 мм Модуль 1-3 Габ станка 1130х1035х1730мм... 1 26.24kb.
Анализ финансового положения ООО «Арсенал-Финанс» и ОАО «Машиностроительный... 1 75.18kb.
Синтез математической модели гидропривода механизма резания роторного... 1 72.08kb.
Контрольная работа По учебной дисциплине: «Технико-экономическое... 2 372.78kb.
Методические рекомендации по выполнению раздела курсового проекта... 3 594.41kb.
1. Гидравлический расчет объединенного наружного водопровода предприятия 1 262.56kb.
Синхронизация работы головного станка лесообрабатывающего цеха с... 1 134.71kb.
Фрезерные станки с чпу haas 1 138.5kb.
Механизмы ткацкого станка Зевообразовательные механизмы 1 251.66kb.
Совершенствование анализа (управления) кредитоспособности заемщика... 1 151.67kb.
Викторина для любознательных: «Занимательная биология» 1 9.92kb.

Расчёт поперечно-строгального станка - страница №1/1




Расчёт поперечно-строгального станка

Содержание 1. Структурный анализ 1. Исходные данные 1 2. Определение недостающих размеров 1 3. Структурный анализ механизма 1 1. Графический метод исследования механизма 2 2. Графоаналитический метод исследования механизма 4 3. Построение годографа центра тяжести кулисы 6 4. Построение аналога угловой скорости и аналога ускорения кулисы 7 5. Расчёт погрешности 7 6. Аналитический метод расчёта 7 2. Силовой расчёт механизма 1. Исходные данные 10 2. Определение сил инерции звеньев 10 3. Определение реакций в кинематических парах 10 1. Структурная группа 10 2. Структурная группа 11 3. Силовой расчёт ведущего звена 11 4. Определение уравновешивающей силы при помощи рычага Жуковского 11 5. Определение мощности электро привода 12 3. Проектирование кулачкового механизма 1. Исходные данные 13 2. Построение графика движения 13 3. Определение минимального радиуса кулачка 13 4. Построение профиля кулачка 13 5. Построение графиков углов передачи движения 14 4. Проектирование зубчатой передачи 1. Исходные данные 16 2. Расчёт редуктора 16 3. Построение картины зубчатого зацепления 17 4. Зацепление с инструментальной рейкой без смещения 18 5. Зацепление с инструментальной рейкой со смещением 19 5. Расчёт маховика 1. Исходные данные 20 2. Построение графика приведённого момента сил полезного сопротивления 21 3. Построение графика работ 22 4. Построение графика изменения кинетической энергии машины 23 5. Построение графика изменения кинетической энергии звеньев машины 23 6. Определение момента инерции маховика 24 7. Конструирование маховика 24Расчёт привода 25Список использованной литературы 26 1. Структурно-кинематический анализ. 1. Исходные данные.Рис. 1 Кинематическая схема долбёжного станка. Исходные данные: Lва=140 мм. Lcd=710 мм. Lac=430 мм. Lcs3=290 мм. h=315мм. Lcs3=0.29 м. 2. Определение недостающих размеров. Определим угол ( - между крайними положениями кулисы. Для этогорассмотрим прямоугольный треугольник АВоС, где <АВоС=90(, т.к. в крайнихположениях кулиса является касательной к окружности радиусом Lab с центромв точке А. Sin((/2)=Lab/Lac=140/430=0.3256 (/2=arcsin0.3256=19( (=19(х2=38( Таким образом, коэффициент скорости хода: К=Vхх/Vрх= =1,51.1.3.Структурный анализ механизма.Подвижность механизма: W=3n-2p5-p4=3*5-8*2-0=-1Кинематическая пара Е’ введена для того, чтобы звено 5 не работало на изгиби не влияет на характер движения механизма. Подвижность механизма без учётаЕ’ W=3*5-2*7=1. Разложим механизм на структурные группы n=2 P5=3 W=3х2-2х3=0 Формула структурного строения механизма. Механизм класса 2-го порядка 1. Графический метод исследования механизма. 1. Расчёт масштабов. Масштаб длины (l= = =0.0025 м/мм. Пересчитаем длины звеньев в соответствии с новым масштабом АВ= = =56 мм. СD= =284 мм. AC= =172 мм. Cs3= =116 мм. h= =126 мм. Для определения перемещения ведомого звена вычертим схему механизма в 12положениях, образованных поворотом кривошипа на 30(. За начальное положениевыбираем начало рабочего хода Во. Вычертим также дополнительное положениеконец рабочего хода Во’- в положение 8’. Таким образом, первому положению соответствует (=0 и S=0, второмуположению (=30(, а S – это разница между проекциями точки D на направлениеЕЕ. Таким образом, каждому положению кривошипа соответствует определённоеперемещение и путь звена. На основании этого строим график пути –перемещения ведомого звена. Для построения выбираем следующие масштабы: Масштаб перемещения (s= = =0,005м/мм. Последовательно дважды графически дифференцируя полученный графикзависимости S=f(() получим график аналога скорости и ускорения =f(() = f(() Возьмем базу дифференцирования графика H1=28мм. Масштаб угла поворота ((= = =0,052 рад/мм. Масштаб скорости (v= = =0,00343 м/смм. База дифференцирования графика скорости 7,5 мм. Масштаб ускорения (а= = =0,0088. Угловая скорость (= = =15,7 рад/с. (дляведущего звена) Для того чтобы из графиков аналога скорости и аналога ускорения ведомогозвена получить истинное значение скорости необходимо взять высотусоответствующего графика в мм умножить на соответствующий масштаб и угловуюскорость ( ведущего звена. Максимальный угол отклонения кулисы: L/L=sin ( (=arcsin(56/172)=19( Максимальное перемещение рабочего звена: S=187*0.005=0.93 м. Табл.1 Модули перемещения, скорости и ускорения выходного звена.|№ |Перемещения |Скорость |Ускорения ||положени| | | ||я | | | || |Мм. черт. |М. |Мм. черт|М/с |Мм. черт|М/с2 ||1 |0 |0 |0 |0 |25 |54 ||2 |12,5 |0,0625 |28 |1,5 |15 |32,5 ||3 |36 |0,18 |45 |2,4 |8 |17,3 ||4 |70 |0,35 |48,5 |2,6 |1,5 |3,3 ||5 |117 |0,585 |48 |2,5 |1 |2,2 ||6 |141 |0,705 |43 |2,3 |5 |10,8 ||7 |169 |0,845 |32 |1,7 |10 |21,7 ||8 |184 |0,92 |13 |0,7 |16,5 |35,8 ||9 |177 |0,885 |35,5 |1,9 |30 |65 ||10 |134 |0,67 |83 |4,46 |19 |41 ||11 |70 |0,35 |88 |4,7 |13 |28,2 ||12 |16 |0,08 |31 |1,7 |42 |91 |Пример расчёта скорости и ускорения для некоторых положенийДля 3 положенияV=Vмм*(v*(=45*0.00343*15.7=2.4 м/с.a=aмм.*(a*(*(=8*0.0088*15.7*15.7=17.3 м/с2 1.3. Графоаналитический метод исследования механизма. В графоаналитическом методе задача о скоростях и ускорениях решаетсяпостроением планов скоростей и ускорений. 1.3.1. Построение плана скоростей. Рассмотрим порядок построения плана скоростей для данного механизма. Угловая скорость вращения кривошипа АВ: (ав=pi*n/30=5pi 1/c. Скорость точки В1 – конца кривошипа: Vb1=(ав*Lав=0,7pi м/с. Вектор Vв1 направлен перпендикулярно АВ в сторону вращение кривошипа АВ. Для построения планов скоростей выбираем масштаб (v=0,05 м/смм. Составляем векторные уравнения для определения скоростей характерныхточек. Точка В3 характеризует положение кулисного камня и принадлежиткулисе CD. Движение точки В3 можно рассмотреть как движение вместе с концомкривошипа (точка В1) и движение относительно него, а также как движениеотносительно неподвижной точки С. На основании этого составим векторныеуравнения: Vb3=Vb1+Vb3b1, Vb3=Vc+Vb3c. При этом нам известно: у Vb1 – величина и направление, у Vb3b1 –направление (параллельно CD), у Vb3c – направление, а Vc=0. Построив вектор Vb3, определяем скорости точек D1 (конца кулисы) и S3(цент тяжести кулисы) из пропорции. Направление движения всех этих трёхточек одинаково, а величину находим из пропорции: = и = Точка D3 принадлежит звену 5, следовательно, её скорость по величине инаправлению совпадает со скоростью ведомого звена. Находим её по следующемувекторному уравнению: Vd5Ех=Vd4+Vd5d4 , где Vd3 направлена горизонтально, Vd3d1 направленавертикально. Для определения величины скорости из плана скоростей необходимо длинуотрезка характеризующего эту скорость (в мм.) умножить на масштаб (v. 1.3.2. Построение плана ускорений. Рассмотрим порядок построения плана ускорений для данного механизма. аВ1 = аВ1 = (АВ*L АВ = 3.5pi2 м/с2 аВ1 направлено параллельно АВ от конца кривошипа к центру его вращения. Для построения плана ускорений выбираем масштаб: (а=1 м/мм.с2 Составим векторные уравнения для определения ускорений характерных точекдля диады ab3=ac+anb3c+a(b3c , ab3= anb1+аkb3b1+аrb3b1 ac=0 ab3c= V2b3c/Lb3c, ab3c параллельно CD и направлено от D к C. ab3c перпендикулярно CD. аb3b1=2*(CD* Vb3b1 и направлено паралельно CD (СD= Vb3c./Lb3c Величину Аd4 определяем аналогично Vd4, составив векторные уравнения длядиады Ae=Aex+Aeex Ae=Ad4+Aed4 Aeex=Ad4+Aed4 Величина ускорения находится из плана ускорений перемножением длиныотрезка характеризующего данное ускорение на (а. Приведём пример определения скоростей и ускорений графоаналитическимметодом для 4 положения механизма. Определяем Vb3: Vb3=Vb1+Vb3b1, Vb3=Vc+Vb3c.Для данного положения механизма Vb3b1 – направлено параллельно CD от D к C,а Vb3c перпендикулярно CD и направлена в сторону вращения кулисы. Выполнивпостроение, получим длину отрезка, характеризующего величину Vb3 nb3=43мм., а длина CB=263 мм. Длины отрезков nd1 и hc находим как:nd1= * nb3=53 мм.ns3= * nb3=37 мм. Построим эти отрезки на плане скоростей в направлении, совпадающем снаправлением Vb3. Vd3=Vd1+Vd3d1 , где Vd3 направлена горизонтально, Vd3d1 направленавертикально. Подсчитаем величины скоростей по формуле: Vi=Ni*(v nb3b1=12 мм. VB3B1=0.6 м/с. nb3= 43 мм. VB3=2.14 м/с. nd1=55 мм. Vd1=2.7 м/с. nd3=54 мм. Vd3=2.67 м/с. nd3d1= 4.4 мм. VD3D1=0.22 м/с. Модули скоростей, вычисленные графоаналитически Табл2|№ |Vb3b1 |Vb3 |Vs3 |Vd1 |Vd3d1 |Vd3 ||положения| | | | | | || |М/с ||1 |2,2 |0 |0 |0 |0 |0 ||2 |2,01 |0,94 |06 |1,41 |0,31 |1,38 ||3 |1,2 |1,85 |1,04 |2,51 |0,46 |2,47 ||4 |0,534 |2,14 |1,1 |2,7 |0,22 |2,67 ||5 |0,28 |2,2 |1,1 |2,73 |0,19 |2,72 ||6 |1,07 |1,92 |1,05 |2,48 |0,39 |2,45 ||7 |1,77 |1,26 |0,72 |1,79 |0,57 |1,7 ||8 |2,2 |0,22 |0,19 |0,38 |0,13 |0,35 ||8’ |2,2 |0 |0 |0 |0 |0 ||9 |2,105 |0,69 |0,51 |1,38 |0,41 |1,3 ||10 |1,19 |1,885 |1,73 |4,4 |1,19 |4,21 ||11 |0,64 |2,105 |2,07 |5,12 |0,44 |5,09 ||12 |1,76 |1,32 |0,97 |2,8 |0,57 |2,73 | Построение плана ускорений. Определяем Ad3 Ad3=Ab1+Ab3b1=Ab3b1 Ad3=Ac+Ab3c+Ab3c Для данного положения Ab1 направлено параллельно АВ от В кАb3b1=2(cd*Vb3b1=2*4*1.25=10 м/с2, где (cd=Vd4/Lcd=2.85/0.71=4 рад/с Vb3b1=1,25 м/с скорость камня относительно кулисы Ab3c=Vb3c2/La3c=1.752/(212*0.005)=2.9 м/с2. Anb1=(2*Lab=15.72*0.14=34.5 м/с2. Ad4=Ab1*Lcd/Lb3c=12*284/210=16.2 м/с2. 1.4. Построение годографа центра тяжести кулисы. Скорость центра тяжести кулисы определим из плана скоростей Vц=Lpd4*(v*Lcs3/CD Выберем масштаб скорости годографа (vц=0,05 м/с.мм. Vц2=33*0,05*0,29/0,71=0,67 м/с. Lvц2=0,67/0,05=13,4 мм. Длины векторов годографа Табл. 4|№ |1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 |8 |9 |10 |11 |12 ||п.п | | | | | | | | | | | | ||Lpd4|0 |33 |46 |55 |56,5|49 |37 |10 |35 |100 |105 |55 ||Lvc |0 |13,4|18,8|22,5|22,6|20 |15 |4 |14,3|40,8|43 |22,5| 1.5. Построение аналога угловой скорости и аналога углового ускорения кулисы. Угловую скорость кулисы определяем из плана скоростей: (к2=Lpd42*(/CD=33*0.05/0.71=2.3 рад/с Выберем масштаб для аналога угловой скорости ((=0,1 рад/с.мм. Аналог углового ускорения кулисы построим графическим дифференцированиемграфика аналога угловой скорости. База дифференцирования H(=6 мм. таким образом ((=((/(((*H)=0.1/(0.052*6)=0.32 рад/с2мм. Для 8 положения (8=L(8*((=12*0.32=3.8 рад/с2. 1.6. Расчёт погрешности. Вычислим среднюю погрешность при определении скорости рабочего органаметодом планов скоростей и графическим методом Еv3=(Vпс-Vг)/Vпс=45*0,05-2,4/(45*0,05)=5% Еv5=(155*0.05-2.5)/55*0.05=9% Ev10=(90*0,05-4,46)/(90*0,05)=1% Есрv=(Ev3+Ev5+Ev10)/3=5% Вычислим погрешность при определении ускорений: Еа=(Апс-Аг)/Апс Еа1=(57-54)/57=5% Еа3=(17-17,3)/17=1% Еа10=(63-57)/63=9% Есра=(Еа1+Еа3+Еа10)/3=5% Таким образом, погрешности находятся в допустимых пределах. 1.7. Аналитический метод расчёта. Составим уравнение замкнутого векторного контура АВСА L1+L4=L3 (1) В проекции на оси неподвижной системы координат X Y: L1cos((1)=L3cos((3) L1sin((1)+L4=L3sin((3) (2) XL1=L1cos((1) YB1=L1sin((1)+L4 Угол поворота кулисы ВС (3=Arctg(L1sin((1)+L4/(L1*cos((1)) (3) Положение камня кулиса 2 L3=L1 (4) Координаты точки D: Xd=Lcd*cos((1) Yd=Lcdsin((3) (5) Угловая скорость кулисы (3=L1cos((1-(3)* (1/L3 (6) Скорости точек звеньев: Xb1=-L1(1sin((1) Yb1=L1*(1cos((1) Vb1=L1*(1. (7) Xd=-Lcd(3sin((3) Yd=-Lcd(3cos((3) (8) Vb3b1=-L1(1sin((1-(3) (9) Xb3=-Lcb3(3sin((3) Yb3=-Lcb3(3cos((3) Vb3=Lcb3(3 (10) Угловое ускорение кулисы E3=Lb3c(21sin((1-(3)/L1-2Vb3b2(3/L3 (10) Ускорение точек звена Xb1=-L1(21cos((1), Yb1= -L1(21sin((1) Ab1=L1*(12. (11) Xd=-Lcd*E3sin((3)-Lcd(23cos((3) Yd=-Lcd*E3cos((3)-Lcd(23sin((3) (12) Ad= Рассмотрим пример (1=109( (3=Arctg(L1sin((1)+L4/(L1*cos((1))=94(,6 L3=L1 =0,564 м. (3=2,198cos((1-(3)/L3=3,775 1/с Vb3b1=-2,198sin((1-(3)=-0,545 м/с Vd=Lcd(3=0.71(3=2.68 м/с E3=-34,545sin((1-(3)+2Vb3b2(3/L3=-7,9 Xd=-0,71*E3sin((3)-Lcd(23cos((3)=6,408 м2/с Yd=0,71*E3cos((3)-Lcd(23sin((3)=-9,632 м2/с Ad= =11,569 м2/с. Аналогичным образом, пользуясь выражениями (8), (9), (11), (13), (14),(15), найдем значения скоростей и ускорений для всех положений механизма.Результаты представлены в виде таблицы 5. Табл.5 Ускорения и скорости, вычисленные аналитически.|№ пол.|(1( |(3( |L3, м |(3 1/с|Vb1b3,|Vd, |Ес |Ad, || | | | | |м/с |м/с |1/с2 |м/с2 ||1 |199 |109 |0,407 |0 |-2,2 |0 |-84,88|60,26 ||2 |169 |106 |0,477 |2,15 |-1,95 |1,53 |-46,5 |33,22 ||3 |139 |101,4 |0,532 |3,27 |-1,34 |2,33 |-23,07|18,07 ||4 |109 |94,6 |0,564 |3,77 |-0,5 |2,68 |-7,9 |11,57 ||5 |79 |87,3 |0,568 |3,82 |0,32 |2,72 |4,5 |10,8 ||6 |49 |80,2 |0,543 |3,46 |1,14 |2,46 |18,47 |15,63 ||7 |19 |74,4 |0,494 |2,52 |1,81 |1,8 |39,09 |28,12 ||8 |-11 |71,1 |0,426 |0,7 |2,18 |0,5 |73,15 |51,94 ||8’ |-19 |71 |0,407 |0 |2,2 |0 |84,87 |60,26 ||9 |-41 |72,6 |0,354 |-2,5 |2,01 |-1,77 |117,7 |83,70 ||10 |-71 |81,3 |0,301 |-6,4 |1,02 |-4,6 |97,2 |75,17 ||11 |-101 |95,2 |0,294 |-7,8 |-0,61 |-5,1 |-62,8 |57,68 ||12 |-131 |105,8 |0,337 |-3,5 |-1,84 |-2,53 |-124,7|89,04 || | | | | | | |6 | | 2. Силовой расчёт. 2.1. Исходные данные: Усилие резани Рпс=130 кг. Веса звеньев G1=10 кг G2=2 кг. G3=16 кг. G4=2кг. G5= 22 кг. Угловая скорость кривошипа: (1=15,7 рад /с. Длины звеньев: Lcd=0.71 м. Lас=0,43 м. Lab=0.14 м. Lcs3=0.29 м. Для 3 положения механизма имеем: As5=17 м/с. As3=(Ab3/Lcb3)Lcs3=(12/214)*117=6.6 м/с2. (3=(Ab3/(Lcb3*(v))=12/(214*0.0025)=22.4 рад/с2. 2.2. Определение сил инерции звеньев. Из механики известно, что любую систему сил можно привести к главномувектору сил: Р=ma; И главному моменту инерции: Mи=-Is( Действующих относительно точки приведения, за которую мы принимаемцентр масс звеньев. Определим Ри и Ми для всех звеньев механизма: Ми5=0 т.к. (=0 Ри5=G5*A5/g=22*17/10=37.4 кг. Ми4=0 т.к. J4=0 Ри4=G4*A4/g=2*17/10=3.4 кг. Ми3=J3*E3=0.04*22.4=0.896 рад/с2. Ри3=22,4*0,29*16/10=10 кг. Ми2=0 т.к. J2=0 Ри2=(21Lab=15.72*0.14=34.5 кг. Точкой приложения Ри3 служит точка S3. За точку приложения Ри5 условнопринимаем середину между опорами Е. После определения сил инерции звеньев и точек их приложения проводимдальнейшие расчёты для каждой группы отдельно. 2.3. Определение реакций в кинематических парах. 2.3.1. Структурная группа силовой расчёт начнём с наиболее удалённого звена т.к. все силыдействующие на него известны. Действие отброшенных звеньев и реакций опорзаменяем силами R0-5 и R3-4. Определим их величины и направления. Масштабпостроения выберем (p=1 кгс/мм. Рассмотрим равновесие звена 5: ?Рi=0 G5+Pи5+Рпс+ R0-5 + R4-5=0 У реакции и сил, подчеркнутых одной чертой известно направление, двумячертами величина и направление. Реакция R0-5 – направлена вертикально; R3-4- горизонтально. Построением силового многоугольника определим их величины(действием сил трения пренебрегаем). Далее рассмотрим равновесие звена 4: ?Рi=0 R5-4 + Ри4 +G4 + R3-4= 0 R4-5=-R5-4 Построением находим величину и направление R3-4, котораяприложена к шарниру. Для нахождения точки приложения R0-5 составимуравнения моментов всех сил, действующих на данную структурную группуотносительно точки D. ?Мd=0 РИ5*h1+R0-5h+Pпс(Pпс –0.01)=0 H=(37.4*18*0.0025+130(18*0.0025-0.01))/22=0.238 м. 2.3.2. Структурная группа В точке D приложим силу P4-3=-P3-4 . Звенья 1 и 2 соединенывращательной кинематической парой, значит, реакция P1-2 приложена в шарниреВ. Звенья 3 и 2 образуют поступательную кинематическую пару, а так каксилой трения мы пренебрегаем, то реакция между ними направленаперпендикулярна CD. Рассмотрим равновесие кулисы (звена 3). Составим уравнение моментов относительно точки С: ?Мс=0 R4-3 h3 +PИ3 h3 +G3 h3 +Mи-P2-3h=0 R2-3=(170*150+10*0.6+16*9+0.896)/113=227 кг. Для определения реакции Rс-3 составим уравнение суммы всех силдействующих на звено 3. Точка приложения силы – шарнир С ?Fi=0 R4-3 +RИ3 +G3 +R2-3 +Rс-3=0 Для определения её величины и направления строим силовой многоугольник LRс-3=26 мм. RС-3= LR0-3 (R=26*2=52 кг. Для определения реакции R1-2 действующей со стороны ведущего звена накулисный камень рассмотрим равновесие звена 2 (кулисного камня). ?Fi=0 РИ2 +G3 +R3-2 +R1-2=0 R3-2 = -R2-3. Для определения её величины и направления строим силовой многоугольник LR1-2=119 мм. R1-2= LR0-3 (R=119*2=238 кг. 2.3.3. Силовой расчёт ведущего звена. Ведущее звено представляет собой зубчатое колесо, выполненное скривошипом, как одно целое. Ведущее звено будем считать статически идинамически уравновешенным, следовательно, Ри=0. Так как оно вращается спостоянной угловой скоростью то Е=0 ( Ми=0, число зубьев z=100. Модульзубьев шестерни ведущего звена m=14. На ведущее звено действуют силы: G1 – сила тяжести =10 кг. R2-1=-R1-2=238 кг. RА-1 – сила, действующая со стороны стойки на ведущее звено. Длятого чтобы механизм совершал заданное движение необходимо к ведущему звенуприложить уравновешивающую силу Рур. Точка её приложения – точка касанияокружностей делительных окружностей зубчатых колёс ведущего звена ивыходного колеса редуктора и составляет 20((угол зацепления) к касательной,проведённой в этой точке. Для нахождения Рур рассмотрим равновесие звена 1. Составим уравнениемоментов относительно точки А. ?Ма=0 R2-1 h1’ +Pур h1 =0 h1=(mzcos20)/2=(14*10*cos20)/2=285.7 мм. h1’=Lh1*(l=13.5*10=135 мм. Рур=R2-1*h1’/h1=238*135/285.7=112 Для определения Ra-1 составим следующее уравнение ?F=0 R2-1 + RA-1+ G1+Pур=0 Точкой её приложения служит шарнир А. Для определения велечины инаправления построим силовой многоугольник. Lа-1= 2.4. Определение уравновешивающей силы с помощью рычага Жуковского. Повернём план скоростей на 90( по часовой стрелки для данногоположения. Все внешние силы, включая силы инерции и веса звеньев, переносимпараллельно себе в соответствующие точки плана и добавляем Ми3. Скоростьточки F – приложения силы равна: Vf=mz*(1/2=14*100*0.001*15.7/2=11 м/с. Данный план скоростей и сил можно рассматривать как жесткий рычаг. Дляопределения Рyр составим уравнения моментов относительно точки Р, гдеплечом будет служить, длинна перпендикуляра, опущенного из полюса до линиидействия силы -(Рпс+Ри5+Ри4)*190-G4*19-Pи3*53-Ми3(3-G3*12-G2*69+Pур*11/0,025*cos(=0Рур=((130+13,7+3,4)*190+2*19+10*53+0,896*15,7+16*12+2*69)/(440*cos20)=109кг. Найдём погрешность определения Рур различными способами. ?=(Рур ж-Рур пс)/Рур ж=(112-109)/112=3% 2.5. Рассчитаем необходимую мощность привода М=РgV/(, Где Р – уравновешивающая сила, V – скорость точки её приложения (11м/с), ( -- КПД привода М=112*9.8*11/0.8=15 кВт. 3. Проектирование кулачкового механизма. 3.1. Исходные данные Закон перемещения коромысла + - К (у=113,6(=1,9827 рад. (дс=14,2(=0,2478 рад. (п=109(=1,9024 рад. (бс=123,2(=2,15 рад. Lкор=0,12 м. ?max=25(=0,4363 рад. ?min=60( 3.2. Построение графиков движения Выразим перемещение в линейных единицах. Тогда линейное перемещениеконца коромысла Smax=Lкор?max=0.12*0.4363=0.05236 м. Аналог ускорения в первой половине фазы удаления величина постоянная иположительная, а во второй постоянная и отрицательная. Причём по модулю этивеличины равны, тогда: d2S/d(2=4Smax/(2у=4*0.05236/1.98272=0.053278 м. Таким образом, на фазе удаления аналог ускорения принимает значения +-0,053278м. На фазе удаления ускорение изменяется аналогично d2S/d(2=4Smax/(2п=4*0.05236/1.90242=0.0579 м. Таким образом, на фазе приближения аналог ускорения принимает значения+-0,0579м. График аналога скорости на фазах удаления и приближения имеет видравнобедренного треугольника, но с тем различием, что на фазе удаленияdS/d(>0, а на фазе приближения – dS/d(<0. Высоты этих треугольников определим по формулам: На фазе удаления dS/d(=2Smax/(y=2*0.05236/1.9827=0.0528 м. На фазе приближения dS/d(= -2*Smin/(п= -2*0,05236/1,9024= -0,055 м. График перемещения на фазе удаления имеет вид двух сопряженныхпарабол, вершина одной из них находится в начале координат, другой в точкес координатами ((у, Smax/2). Построение ведут следующим образом. Изсередины отрезка (у восстанавливают перпендикуляр и на нём откладываютотрезок Smax, затем делят этот отрезок на 12 частей. Отрезок,соответствующий (у также делим на 12 частей. Затем из начала координатпроводят лучи через точки 1-6, а из точки с координатами ((у, Smax) – лучичерез точки 6-12. Каждый луч, пересекаясь с одноимённой ординатой,проведённой через деления отрезка соответствующего угла удаления (у, даётточку, принадлежащую параболе. Далее соединяем эти точки плавной кривой. График перемещения на фазе приближения строится аналогично. 3.3. Определение минимального радиуса кулачка. Для определения минимального радиуса кулачка Rmin строим совмещенныйграфик. Для этого из произвольно взятой точки О’ радиусом равнымВоО’=Lкор/(l проводим дугу. Соединяем произвольно взятую на этой дуге точкуВо с точкой О’ прямой линией. Далее от точки Во по дуге радиуса R=BoO’ откладываем с графикаперемещения соответствующие отрезки S=Lкор*?, где Lкор берётся в масштабе(s=(l. Полученные точки 0-25 представляют собой положение центра роликакоромысла, соответствующие заданным угла поворота кулачка. Для определения центра О вращения кулачка на лучах О, 0’1,O’2,…,O’25отложить отрезки dS/d( в масштабе (v=(s. При этом отрезки dS/d(yоткладываются по соответствующим лучам от дуги радиуса ВоО’ в направленииО’, т.к. в эту сторону направлен dS/d(. А отрезки dS/d(п на фазеприближения откладываются от дуги радиуса ВоО’ в направлениипротивоположном О’. В результате получаем точки Во, В1,…,В25. Через эти точки проведёмпрямые под углом ?min к соответствующим лучам. Поле ограниченное этимипрямыми может рассматриваться как область возможных центров вращениякулачка, т.к. для любой точки этой области будет выполнятся условие, что вовремя работы кулачка угол передачи ? на всех фазах не будет меньше ?min.Расстояние ОBо даёт величину Rmin, в масштабе (s=(l, а расстояние ОО’ –межцентровое расстояние. По данным совмещенного графика Rmin=45*(s=45*0,000873=40 мм. 3.4. построение профиля кулачка. 3.4.1 построение теоретического профиля кулачка. Из произвольной точки О проводим окружность радиуса ОО’. Масштабпостроения профиля возьмем (l=0.000873 м/мм. На этой окружности из произвольно взятой на ней точке Оо’ в сторонупротивоположную вращению кулачка (-() откладываем фазовые углы – получаемточки О’12, O’13 и O’25. Затем делим (у и (п на 12 частей, как и на графикеперемещения. Получаем точки Оо’,O’1,…,O’25. Из точки О радиусом Rminпроводим окружность, а из точки Оо’ радиусом равным длине коромысла АоОо’проводим дугу, на которой откладываем дуговой путь согласно графикуперемещения. Полученные точки дают положение коромысла при повороте кулачкана соответствующий угол. Обозначим эти точки как Ао,1,2,…,25. Из точки Окак из центра, проводим окружности через эти точки. Из точек О1’,O2’,…,O25’циркулем делаем засечки на соответствующих окружностях радиусом АоОо’.Полученные таким образом точки принадлежат теоретическому профилю кулачка.Обозначим их А1, А2,…,А25. Соединив их плавной кривой, получимтеоретический профиль кулачка. 5.4.2 Построение профиля практического профиля кулачка. Для уменьшения износа профиля кулачка и потерь на трение коромыслонеобходимо снабдить роликом. Размер ролика выбирают из условия выполнениязакона движения, чтобы не получить заострения практического профилякулачка, т.е. rp<0,8рmin, и из условия конструктивности rp<0,4 Rmin, гдеRmin – минимальный радиус профиля кулачка, р. – минимальный радиус кривизныпрофиля кулачка на выпуклой части. Окончательно радиус ролика берётсяменьший из двух вычислений. Так как в данном случае pmin совпадает c Rmin, то окончательно радиусролика вычислим по формуле: rp= 0,4 Rmin = 0.4*45 =18 мм. для вычерчивания практического профиля нужно провести ряд окружностейрадиусом ролика с центрами на теоретическом профиле в точках Ао,…,А25.Проведя далее огибающую этих окружностей получим линию эквидистантнуютеоретическому профилю кулачка, т.е. отстоящую от него на равные расстояния– радиус ролика, который и будет являться практическим профилем кулачка. 3.5. Построение графика углов передачи движения. График изменения угла передачи движения ? по углу поворота кулачкастроим по данным полученным графическим способом. Для этого точки Во,…,В25,полученные на совмещенном графике соединим с центром вращения кулачка О.Тогда острые углы, образованные этими прямыми с соответственными лучами,дают искомые углы ?. Табл 7. Углы передачи, измеренные графическим способом.|№ |0 |1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 |8 |9 |10 |11 |12 ||пол.| | | | | | | | | | | | | ||?( |75 |70 |65 |63 |62 |62 |64 |72 |80 |87 |92 |97 |79 ||№ |12 |13 |14 |15 |16 |17 |18 |19 |20 |21 |22 |23 |24 ||пол.| | | | | | | | | | | | | ||?( |79 |75 |72 |70 |68 |65 |62 |68 |74 |81 |89 |97 |100 | Выберем следующие масштабы для построения графка ((=0.18271 рад/мм.(?=1(/мм. Как видно из таблицы минимальный угол передачи больше минимальнодопустимого, следователь заклинивания в механизме не произойдёт как напрямом ходе, так и при реверсе. 4. Проектирование зубчатой передачи. 4.1. Исходные данные для проектирования зубчатой передачи: Модуль m=14 мм. Zш=13 Zк=30 (инструмента=20( С=0,25m=3,5 мм. ha=1 число зубьев колёс редуктора z3=106 z4=48 z5=18 z6=76 z7=25 z8=100 n1=1400 об/мин n8=150 об/мин 4.2. Расчёт редуктора. Напишем уравнение передаточного отношения редуктора: U1-8 = I1-2*I3-H*I7-8 = n1/n8 =1400/150 = 9.33 I3-6=((6-(H)/(( 3-(H)=Z4Z6/(Z3Z5) I3-H=n3/nh=1-i36. I3-6=I34*I56=(-1)Z4/Z3(-1)Z6/Z5=(Z4Z6)/(Z3Z5) I3-H=1-(48*76)/106*18=1-304/159= -0.912 I7-8=(-1)Z8/Z7=-N7/N8= -100/25= -4 N7=NH= -I7-8*N8=4*150=600 об/мин. N=IN= -0.912*600= -547.17 об/мин. N3=N2, I1-2= (-1)Z2/Z1= -N1/N2= -2.5586. Z2/Z1= 2.5586 Наиболее близко этому значению соответствует Z2=74 и Z1=29. Рассчитаем число оборотов сателлита по формуле Виллиса: I5-6=((5-(H)/((6-(H)=Z6/Z5, т.к (6=0, то 1-(5/(H=Z6/Z5 N5=N4=(1- Z6/Z5)NH=(1-76/18)*600= -1933.3 об/мин. 4.3. Построение картины зубчатого зацепления. Применяем неравносмещенное зацепление. Из справочных таблиц имеем: Iш-к= Zк/Zш= 30/13=2,3 ?y=0.18 X1=0.8 X2=0.471 X?=X1+X2=1.271 Y= X? –?Y=1.091 Определим угол зацепления (w: Inv (w=2*(X1+X2)/(Zш+Zк)*tg( +inv(= 2*1.271*tg20(/43+0.014904=0.036421. Отсюда ( w =26(34’45’’ Рассчитаем размеры зубчатых колёс по следующим формулам: Шаг зацепления: Р(=р*m=43,9мм. Радиусы делительных окружностей: R1=mZш/2=91 мм; R2=mZk/2=210 мм. Радиусы основных окружностей Rb1=R1cos( w =81.38; Rb2=R2cos( w =187.8 Толщина зуба по делительной окружности: S1=P(/2+2*X1*m*tg(=30.15 S2= P(/2+2*X2*m*tg(=26.73 Радиусы окружностей впадин: Rf1=R1-m(ha+c-X1)=84.7 Rf2=R-m(ha+c-X2)=199.1 Межосевое расстояние aw=m((Zш+Zk)/2+Y)=316.274 Радиусы начальных окружностей Rw1=R1(1+2Y/(Zш+Zк))=95,6177 Rw1=R2(1+2Y/(Zш+Zк))=220,6563 Глубина захода зубьев: Hd=(2ha-?y)m=25.48 Высота зуба: h=hd+cm=28.98 Радиусы окружностей вершин: Ra1=Rf1+h=113.68 Ra2=Rf2+h=228.074 Для построения выбираем масштаб (l=0,001 м/мм. Построение картины зацепления начинаем с дуг начальных окружностей,касающихся в точки Р – полюсе зацепления. Через точку Р проводим прямую NN,образующую угол (w с общей касательной ТТ к начальным окружностям в точкеР. затем из центров О1 и О2 зубчатых колёс опускаем на прямую NNперпендикуляры О1N1 и O2N2, являющиеся радиусами основных окружностей rb1 иrb2, и строим основные окружности. Строим эвольвенты, которые описываетточка Р прямой NN при перекатывания её по основным окружностям, как дляпервого, так и для второго колеса. Проводим окружности впадин и вершинколёс. Проводим делительную окружность первого колеса. От точки Спересечения этой окружности с соответствующей эвольвентой откладываем поделительной окружности вправо и влево дуги СК и СЕ, равные шагу зацепленияР( в масштабе. Затем от точек Е, С и К откладываем влево дуги ЕF, CD и KL,равные толщине зуба S1. На втором колесе построения аналогичны. Переходим к определению активной линии зацепления. Теоретическойлинией зацепления является отрезок N1N2 прямой NN. Активной линиейзацепления является отрезок В1В2 прямой NN, заключенный между точками еёпересечения с окружностями вершин колёс. Определяем дугу зацепления. Для этого через крайние точки В1’ и B2’рабочего участка профиля зуба первого колеса проводим нормали к этомупрофилю, то есть касательные к основной окружности первого колеса. Дугаа1в1 начальной окружности, заключенная между точками а1 и b1 пересеченияэтих нормали с начальной окружностью, является дугой зацепления первогоколеса. Дугу зацепления а2b2 для второго колеса находим аналогично.Подсчитаем длину дуг зацепления: A1B1=В1В2/(сos(w)=48/(cos26(34’45’’)=54.3 мм. Подсчитаем коэффициент перекрытия по формуле: E(=В1В2/(p*m*сos(w)=48/(14*p*cos26(34’45’’)=1.22 При этом отрезок В1В2 берём из чертежа. Построим диаграммы для значений коэффициентов удельных скольжений V1 иV2. Для этого проводим ось ОХ, параллельную линии зацепления N1N2.Перпендикуляра N1O1 и N2O2 отсекают на ОХ отрезок g, равный теоретическойлинии зацепления N1N2. На оси ОХ откладываем значения Х, а на прямых,паралельных N1O1, принятой за ось ординат, для соответствующих значений Хоткладываем значения V1 и V2. Для выделения частей диаграмм,соответствующих значения V1 и V2 рабочих участков профилей зубьев,восстанавливаем из точек В1 и В2 линии зацепления перпендикуляры. Длябольшей наглядности строим круговые диаграммы V1 и V2 непосредственно напрофилях зубьев соответствующих колёс. Значения коэффициентов V1 и V2 подсчитываем по формулам: V1=1-((g-x)Zш/(ZкХ)) V2=1-1/((g-x)Zш/(ZкХ)) Значения g и X берём с чертежа в масштабе. Подсчитав значения V1 и V2,результаты занесём в таблицу 6. Табл 6. Значения коэффициентов V1 и V2.|Х |0 |Х1=42,75 |Х2=66,5 |Х3=91,75 |Х4=117 | д.=219 ||V1 |-? |-07087 |0 |0.399 |0.622 |1 ||V2 |1 |0.44 |0 |-0.664 |-1.647 |-? | Для построения диаграмм назначим масштаб: (v=0,1 1/мм. 4.4. Построение картины станочного зацепления 4.4.1. Зацепление с инструментальной рейкой без смещения. Выбираем исходный контур рейки по ГОСТ 16530-70. Далее определяем всеразмеры зубчатого колеса по следующим формулам: Шаг зацепления: Р(=р*m=43,9мм. Радиус делительной окружности: R1=mZш/2=91 мм Радиус основной окружности: Rb1=R1cos( =85,5 мм. Толщина зуба по делительной окружности: S1=P(/2=43,98/2=21,99 Радиус окружности впадин: Rf1=R1-m(ha+c)=91-14(1+0,25)=73,5 Глубина захода зубьев: Hd=2ha*m=2*14*1=28 Высота зуба: h=hd+cm=28+0,25*14=31,5 мм. Радиус окружности вершин: Ra1=Rf1+h=73,5+31,5=105 Построение инструментального зацепления начинаем с вычерчиванияпрофиля инструментальной рейки. Для этого проводим среднюю линию рейки и отнеё откладываем вверх и вниз расстояния равные m и 1.25m. Для построениякартины зацепления выбираем масштаб (l=0,001 м/мм. На этих расстояниях вычерчиваем прямые параллельные средней линии.Среднюю линию рейки разбиваем на ряд отрезков, равных половине шага, такимобразом, получаем точки, через которые проводят боковые грани зубьев рейкипод углом 20( к вертикали. Для нахождения Со дуги закругления головкиинструмента выполняем сопряжения пересекающихся прямых радиусом р=0,38m.Таким образом, получаем три зуба инструментальной рейки. При на резанииколеса без смешения рейки делительная прямая рейки совпадает с её среднейлинии и является касательной к делительной окружности колеса. Через точку пересечения делительной прямой с профилем зуба рейки Ропроводим вертикаль, на которой от точки Ро откладываем отрезок РоО1, равныйрадиусу делительной окружности нарезаемого колеса, т.е. получаем его центрО1 и из него затем проводим все окружности. Строим эвольвенту. Для того чтобы построить переходную кривую, соединяющую эвольвентнуючасть профиля зуба с окружностью впадин, которая на станке образуетсяавтоматически как результат движения подачи скругленной части головки зубаинструментальной рейки относительно заготовки колеса, построимотносительную траекторию точки Со. Для этого сообщаем заготовки и рейки движение с угловой скоростью((угловая скорость колеса). Тогда колесо остановится, а делительная прямаярейки будет перекатывается без скольжения по делительной окружности колеса.Отложим от точки Ро по делительной прямой рейки и делительной окружностиколеса ряд равных отрезков. Точки 1, 2, 3, 4, 5, 6 на делительной прямойбудут совпадать сточками 1’ 2’ 3’…6’ на делительной окружности. Центрзакругления головки инструмента Со при таком перекатывании опишетудлиненную эвольвенту. Строим её следующим образом: соединяем точку Сопрямыми линиями с точками 1,2,…,5,6 и 1’’,2’’,…,6’’, лежащими на линиипроходящей через О1 и параллельной делительной прямой, и затем – эти точкимежду собой. В результате получаем ряд треугольников: ?Со11’’,?Cо22’’,…,?Со66’’. Для определения положения Сi необходимо из центра i’ провести дугурадиусом Соi, а из центра О1 засечь эту дугу радиусом Соi’’. Таким образом,получаем ряд точек Со, С1,…,С6, соединив которые плавной кривой получимтраекторию точки Со. Из точек этой траектории провести дуги радиусомр=0,38m, то огибающая этого семейства дуг и будет профилем зуба. В качестве дополнительных построений построим траекторию точки Ро –полюса зацепления, как эвольвенту описанную по делительной окружностиколеса и отрезок В1В2 – активную линию зацепления. На построенной нами картины зацепления хорошо видно явление подрезанияножки зуба. 4.4.2. Зацепление с инструментальной рейкой со смешением. Для избежания явления подрезания ножки зуба применяют отрицательноесмещение рейки – смещение от центра колеса на величину Х1m. шестерни рассчитанными нами ранее при построении картины зацепленияколеса с шестернёй. Величина произведения х1m даст нам величину смещениярейки. Для построения выбираем масштаб (l=0,001 м/мм. Все построения выполняем аналогично пункт 4.1.1., с той лишь разницей,что средняя линия рейки и её делительная прямая не совпадают. 5. Расчет маховика. 5.1. Исходные данные. М?=const. Ртс= 1275,3 Н. G3=156.96 Н. G5=215.82 Н. (ср =15,7 рад/с. Js3=0.04 кг.м.с2.=0,3924 кг.м2. Jпр ред.=0,29кг.м.с2=2,8449 кг.м2. Jпр.к.с.=0,04 кг.м.с2=0,3924 кг.м2. Lп=Lав=0,14 м. Vп=Vв=2,2 м/с. ?=1/15 Табл.8. Исходные данные для 12-ти положений, полученные аналитическим методомкинематического исследования механизма.|№ |0 |1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 |8 |9 |10 |11 |12 ||пол.| | | | | | | | | | | | | ||(( |- |180 |180 |180 |180 |180 |180 |180 |- |- |- |- |- ||?3( |- |106.|101.|94.6|87.3|80.3|74.4|71.2|222.|261.|275.|285.|- || | |7 |5 | | | | | |6 |3 |2 |8 | ||Vs3 |0 |0.62|0.95|1.09|1.11|1.00|0.73|0.20|0.72|1.87|2.08|1.03|0 || | |3 | |5 | |3 |2 |4 |2 |5 |2 |5 | ||Vs5 |0 |1.46|2.28|2.67|2.71|2.42|1.72|0.47|1.68|4.48|5.07|2.43|0 || | |2 | |1 |9 |2 |6 |2 |7 |5 |6 |8 | ||(3 |0 |2.14|3.27|3.77|3.82|3.46|2.52|0.70|2.49|6.46|7.17|3.56|0 || | |9 |6 |5 |9 | |4 |3 | |5 |9 |9 | | В табл. 8 значения Vs3 и Vs5 выражены в м/с, значения (3 рад/с. 5.2. Построение графика приведённого момента сил полезногосопротивления. По определению, приведённым моментом сил называется момент, условноприложенный к ведущему звену, мгновенная мощность которого в данномположении равна сумме мгновенных мощностей этих сил в том же положениимашины. Запишем уравнение для определение приведённого момента силсопротивления при пренебрежения силами трения: Мс(1=Ртс.Vk.cos(+?Gi.Vsi.cos?i, где Мс – приведённый момент сил сопротивления (1 – угловая скорость ведущего звена (1=(ср Ртс – сила технологического сопротивления, которая в данном случаедействует только на 1 – 7 положение (рабочий ход). Vк – скорость точки приложения Ртс, Vk=Vs5 т.к. 5-е звено движетсяпоступательно и скорости всех его точек равны. ( -- угол между направлениями Ртс и Vk. ( измеряется от Ртс к Vkпротив часовой стрелки. Gi – вес i-того звена. Vsi – скорость центра масс i-того звена. ?i – угол между направлениями Gi и Vsi, измеряется аналогично (. К – число подвижных звеньев. Для нашего механизма окончательная формула для подсчёт Мс примет вид: Мс=(Ртс.Vs5.cos(+G3.Vs3.cos?3)/(1, т.к. G2=G4=0 – слагаемые соответствующие 2 и 4 звену обращаются в 0. Vs1=0 – слагаемое, соответствующие первому звену обращаются в 0 (унего положение центра тяжести совпадает с положением центра вращения). ?5 принимает значение только 90( и 270(, поэтому cos?5=0 – слагаемое,соответствующее 5 звену обращается в 0. Приведём пример расчета Мс для 5-того положения. Из табл.8 для пятогоположения механизма имеем: (=180( ?3=80(,2 Vs3=1,003 м/с. Vs5=2.422 м/с . Мс=(1275,3*2,422*(-1)+156,96*1,003*0,169)/15,7=-164,944 Нм. Для 8 – 12 положения (холостой ход) Ртс отсутствует и формула длянахождения Мс примет вид: Мс=G3*Vs3*cos?3/(1 Приведём пример расчета Мс для 10-того положения. Из табл.8 для 10-гоположения механизма имеем: ?3=275(,2 Vs3=2,082 м/с. Мс=156,96*2,082*0,091/15,7=1,893 Нм. Аналогично рассчитываем значение Мс для остальных положений механизма. Для удобства дальнейших расчётов и построения графиков домножим всеполученные значния Мс на –1. Полученные таким образом значения занесём втабл. 9. Табл. 9. Значения приведённого момента для 12-ти положений.|№ пол. |0 |1 |2 |3 |4 |5 |6 ||Мс, Нм |0 |120,410 |186,993 |217,738 |220,230 |194,944 |138,169 ||№ пол. |7 |8 |9 |10 |11 |12 | ||Мс, Нм. |37,663 |5,307 |2,838 |-1,893 |-2,819 |0 | | Для построения графика применяем следующие масштабы: (м=2 Нм/мм. 5.3. Построение графиков работ. График зависимости работы сил сопротивления Ас от положения ведущегозвена, т.е. Ас=f(() строится путём графического интегрирования Мс=а((). Для этого сначала выбираем полюсное расстояние Н. Т.к. масштабграфиков работы (а=(м((Н, то выбираем Н задавшись предварительно (а.Задавшись масштабом работы (а=10 дж/мм. вычисляем Н: Н=(а/((м*(()=10/(2*0,026)=192 мм. Далее откладываем отрезок ОА=Н на графике зависимости Мс=f((). Далееделим отрезки деления ось ( пополам, восстанавливаем из них перпендикулярыдо пересечения с кривой графика. Затем отмечаем соответствующие ординаты наоси Мс. Далее проводим из точки А лучи через эти точки. Эти лучи являютсяпараллельными хордами, стягивающими график работы сил сопротивления насоответствующих отрезках. Таким образом, получаем ряд точек, соединивкоторые плавной линией построим график работы сил сопротивления Ас=f((). Учитывая, что М? – постоянная величина, работа движущих силпрямопропорциональна (. А так как установившемся неравномерном движениимашины должно соблюдаться условие, что за один цикл работа движущих силравна работе сил сопротивления, то, поэтому, соединив прямой линией точку Оначала координат со значением Ас=f(() в последнем 12 положении получимзависимость А?=f((). По полученному таким образом графику работы движущих сил мы можемопределить приведённый момент М?. Для этого из точки А проводим допересечения с осью М луч параллельный графику А?=f((). Проведя изполученной ординаты луч параллельный оси ( получим график зависимости М?=f(()=const. При выбранных нами масштабах ((=0,026 рад/мм. (а=10 дж/мм. и (м=1Н/мм. Получим соответствующий ординате отрезок длиной ,,,, 5.4. Построение графика изменения кинетической энергии машинногоагрегата. Изменение кинетической энергии машины равно разности работ силдвижущих и сил сопротивления: ?Т=А?-Апс. Обозначим ?Т как Та. Для построения графика зависимости Та=f(() нужно снять в каждомположении разницу между значения А? и Ас. Для всех графиков зависимости кинетической энергии от угла поворотаведущего звена назначают масштаб (т=2дж/мм. поэтому отрезок,характеризующий разницу А? и Ас делим пополам, прежде чем перенести его награфик зависимости Та=f((). Для этого графика назначаем масштабы ((=0,026 и(т=2 5.5. Построение графика изменения кинетической энергии звеньевмеханизма. Величину кинетической энергии звеньев механизма в каждом из 12положений определяем по формуле: Тзв=(2ср*Jп/2, где Тзв – кинетическая энергия звеньев механизма (ср – средняя угловая скорость ведущего звена Jп – проведенный момент инерции звеньев Для данного механизма (ср=15,7 рад/с. Приведённый момент инерции звеньев для каждого положения механизмавычисляем по формуле: Jр=Jp.ред+Jп.к.с.+m5*L2п 2+m3*Lп2* 2+Js3 2,где Jпр.ред – приведённый момент инерции редуктора Jпк.с. – приведённый момент инерции коробки скоростей m5, m3 – масса 3 5 звена Js3 – момент инерции третьего звена относительно центра масс Lп – расстояние от точки приведения до центра вращения. Lп=Lав.=0,14 м. Vп – скорость точки приведения. Vп=2,2 м/с (п – угловая скорость звена приведения (п=15,7 рад/с. Vs5 и Vs3 – скорости центров масс 5 и 3 звеньев соответственно (3 – угловая скорость вращения 3 звена. Приведём пример расчета Jп для 3-его положения: Jр=2,8449+0,3924+22*(0,14*2.67)2/2,22+16*(0,14*1.095)2/2,22+0,3924*3.7752/15,72=3.4 кг*м2. Аналогичным образом рассчитываем приведённый момент инерции дляоставшихся положений. Построение график изменения кинетической энергии звеньев механизма взависимости от угла поворота Тзв=f((). Для этого подсчитаем Тзв по формуле: Тзв=(2ср*Jп/2, для третьего положения имеем Тзв=15,72*3,4/2=419,18 кг*м2. Полученные таким образом данные занесём в таблицу Табл. 10 Изменение приведённого момента инерции звеньев и кинетической энергии для 12-ти положений.|№ |0 |1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 |8 |9 |10 |11 |12 ||пол.| | | | | | | | | | | | | ||Vs3 |0 |0.62|0.95|1.09|1.11|1.00|0.73|0.20|0.72|1.87|2.08|1.03|0 || | |3 | |5 | |3 |2 |4 |2 |5 |2 |5 | ||Vs5 |0 |1.46|2.28|2.67|2.71|2.42|1.72|0.47|1.68|4.48|5.07|2.43|0 || | |2 | |1 |9 |2 |6 |2 |7 |5 |6 |8 | ||(3 |0 |2.14|3.27|3.77|3.82|3.46|2.52|0.70|2.49|6.46|7.17|3.56|0 || | |9 |6 |5 |9 | |4 |3 | |5 |9 |9 | ||Jp |3,23|3,28|3,35|3,40|3,40|3,37|3,30|3,24|3,30|3,71|3,82|3,37|3,23||Тзв |398,|405,|414,|419,|419,|415,|407,|399,|407,|457,|471,|416,|398,|| |9 |1 |0 |1 |8 |8 |7 |6 |4 |3 |9 |5 |9 | По данным таблицы строим график зависимости Тзв=f((). 5.6. Определение момента инерции маховика Момент инерции маховика определяем при помощи графика изменениякинетической энергии маховика, т.е. графика зависимости Тк=f((), где Тк –изменение кинетической энергии маховика. Для построения графика зависимости Тк=f(() мы для каждого положениямашины из ординат графика зависимости Та=f(() вычитаем ординату графиказависимости Тзв=f((), построенных в масштабе (т=2 дж/мм. Это основано на том, что Тк=Та-Тзв. Построенный таким образом график зависимости Тк=f(() будет иметьмасштабы: ((=0,026 рад/мм. (т= 2 дж/мм. далее проводим две горизонтальные прямые соприкасающиеся с кривой,графика зависимости Тк=f(() в точках наибольшего максимума В’ и наименьшегоминимума – D’, и отсекаем этими прямыми на оси ординат отрезок ВD. Проведя затем через точки В’ и D’ вертикальные прямые до пересечения сосью абсцисс, находим точки b и d, соответствующие углам (b и (d. Зная этиуглы и используя данные графика зависимости Тзв=f((), находим приведённыемоменты инерции Jпb и Jпd, соответствующие (max и (min: Jпb= 2*(т(ас)/( 2ср=2*2*20,3/15,72=0,32 кгм2. Jпd= 2*(т(ef)/( 2ср=2*2*181/15,72=2.9 кгм2. Определяем момент инерции маховика по формуле, которая в нашем случаеимеет вид: Jм= (т(BD)/(?( 2ср)-(Jпb+Jпd)/2=165.9*2*15/15,72-(2.9+0.32)/2=17.1кгм2. 6.7. Конструирование маховика Выразим момент инерции и массу маховика в зависимости от наружногодиаметра маховика: Jм=Kj*p*D5. mM= Km*p*D3, где конкретные значения Kj и Kм вычисленные для каждого из видовконструкции маховиков. Т.е. зная величину Jм, конструкцию и материалмаховика вычислим его массу mM и наружный диаметр D. Для маховика выберем материал серый чугун марки СЧ12, имеющийплотность р=7540 кг/м3, т.к. величина на окружной скорости <25 м/с. Конструкция маховика – со спицами. Число спиц зависит от величинывнешнего диаметра D. Приняв D ~ 700 мм. назначим число спиц 4. Для маховиков с 4 спицами Kj=0.0076, Km=0.0452. Вычисляем величину D= = =0.785м. Вычисляем массу маховика mM= Km*p*D3=0,0452*7540*0,7853=165 кг. Рабочие размеры рассчитываем по формулам: Посадочный диаметр маховика на вал: d1=0.2*D=0.2*785=160 мм. Диаметр ступицы: d2=0.3D=235 мм. Внутренний диаметр маховика: d3=0,8D=628 мм. Ширена маховика: b=0.125D=98 мм. Ширена ступецы: bст=1.05b=103 мм, Сечение спиц эллиптическое с соотношением высот осей bcп/aсп=0,4.Спицы выполняются коническими. Размеры bсп b асп уменьшаются на 20%. Толщина спицы у ступицы b1=1,1b=43 мм. Толщина спицы у обода b2=0.352b=35 мм. Ширена спицы у ступецы а1=1,1b=107.8 мм. Ширена спицы у обода а2=0,88b=86.3 мм. По данным размерам выполняем чертёж маховика в масштабе ј.5.8. Расчёт привода.Из механики известно что N=Mc*(, гдеМс – момент сил сопротивления, определяется из чертежаМс=Lод*(м=46,7*2=93,4 нм.( -- угловая скорость ведущего звена (=15,7 рад/с.Мс=93,4*15,7=1466,4 втБольшое расхождение с мощностью подсчитанной в п.2.5. получилось из-затого, что там была рассчитана мгновенная мощность, а здесь средняя за одиноборот. Список литературы: 1. А. С. Кореняко «Курсовое проектирование по теории машин и механизмов» -- Вища школа, Киев 1970г. 2. И. И. Артобалевский «Теория машин и механизмов» – Наука, Москва 1980г. 3. Н. М. Постников «Теория машин и механизмов» (конспект лекций), ПГТУ Пермь 1994г.-----------------------[pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic]