Синтез зубчатого и кулачкового механизмов. Силовой расчёт рычажного механизма

Страницы работы

9 страниц (Word-файл)

Содержание работы

1.  СИНТЕЗ ЗУБЧАТОГО МЕХАНИЗМА

1.1.  Числа зубьев планетарной передачи

Согласно заданию, кривошип сидит на валу колеса 5. Передаточное отношение от электродвигателя к кривошипу - это передаточное отношение и15 от колеса 1 планетарной передачи к коле­су 5. Как всякое общее передаточное отношение, и151H и45,, т.е.  равно произведению промежуточных передаточных отношений.

U45=z5/z4=24/12=2.

UP=wвх/ wвых=320/28=11,43.

Uпл=UP/ U45=11,43/2=5,715.

Uпл=U 31H=1-U(H)13=1- ((-z2/z1).(z3/z2`)).

z1=20, z2`=16...36

Состовляем квадратное уравнение

z2`   z1 (Uпл – 1)=z2 (z1 + z2 + z2`)

Данному квадратному уравнению удовлетворяет количество зубьев колёс z2` =25, z2=31.

Отсюда:                                             z3=z1+ z2+z2`=20+25+31=76

Z1=20, Z2=31, Z3=76.

1.2. Картина линейных и угловых скоростей

  Картину линейных скоростей совместим со схемой механизма (чертежи, лист 1). Схему построим по делительным окружностям. т. к. они пропорциональны начальным и. следовательно, картину скоростей не искажают. К тому же в нашем случае начальные и делительные окружности совпадают, т. к. колёса нулевые.

По формуле r =m1z /2 вычислим радиусы делительных окруж­ностей всех колёс. По заданию модуль m=4. При этом r1=40, r2’=50, r2=62, r3=152. Схему изобразим в масштабе М1:2, что соответствует масштабному коэффициенту ml= 2 .10-3 м/мм.     

Отложим произвольный отрезок АА’, изображающий скорость точки А колёс 1 и 2. Точку  A’ соединим с С - мгновенным центром вращения колеса 2 . Прямая СА является линией распределения скоростей этого колеса. С помощью СА определим скорость в точке В сателлита и водила - отрезок ВВ’. Соединяя В и A’ с О. Получим линии распределения скоростей для водила и колеса.

Построение картины угловых скоростей. Из точки произвольного отрезка DE проведём лучи, параллельные линиям распределения скоростей. Лучи отсекают на горизонтальной прямой  отрезки Е-1, Е-2, Е-Н, пропорциональные угловым скоростям w1, w2, wH, соответственно. По картине угловых скоростей передаточ­ное отношение

u1H=<E-1>/<E-H>=135/30=4,5

Это хорошо совпадает с заданным и1H.

1.3.Геометрический расчёт зацепления колёс 4-5

Исходные данные

Число зубьев колеса 4.........................z4=12

Число зубьев колеса 5........................... z5=24

Модуль, мм............................................ т=4

Межцентровое расстояние, м.м............ aW =74

Параметры производящей рейки

Угол профиля, град. ............................. a=20

Коэффициент высоты головки.............h*a=1

Коэффициент радиального зазора....... с*= 0,25

Из формулы межцентрового расстояния следует, что косинус угла зацепления

cos aw=m(z4+z5)cos a /2aw=4(12+24)0,94/2 .74=0,914

Отсюда угол зацепления аw=23,9°

Из формулы инволюты угла зацепления находим сумму коэффициентов смещения:

x=(z4+z5)(invaw-inva)/2 tga=(12+24)(0,02618-0,01490)/2 . 0,364=0,558.

По блокирующему контуру, соответствующему заданным числам зубьев, принимаем:

x4=0,5; х5=0,058.

 радиусы делительных окружностей

r4=mz4/2=4.12/2=24,

r5z5/2=4.24/2=48.

Радиусы основных окружностей

rb4=r4 соsa=24 . 0,94=22,56,

rb5=r5 cosa=48 . 0,94=45,12.

Радиусы окружностей впадин

rf4 = r- (ha* + c* - x4) m = 24 - (1+ 0,25 - 0,5) 4 = 21,

rf5 = r- ( ha* + c* - x5) m = 48 - (1+ 0,25 - 0,058) 4 = 43,3.

Радиусы окружностей вершин

ra4 = aw - rf5 - c*m = 74 – 43,3 - 0,25 . 4 = 29,7,

ra5 = aw - rf4 – c*m = 74 – 21 –  0,25.4 = 52.

Шаг по делительной окружности

Р=p т=3,14 . 4=12,56.

Толщины зубьев по делительным окружностям

S4=(0,5p+2x4 . tga)m=(0,5 . 3,14+2 . 0,5 . 0,364)4=7,72,

S5=(0,5p+2x5 . tga)m=(0,5 . 3,14+2 . 0,058 . 0,364)4=6,44.

Углы профиля на окружности вершин

aa4=arccos rb4/ra4=arccos 22,56/29,7=40,57°,

aa5=arccos rb5/ra5=arccos 45,12/52=29,8°

Коэффициент перекрытия

e =(z4(tgaa4 - tgaw)+z5(tgaa5 - tgaw))/2p=

=(12(0,86-0,44)+24(0,57-0,44))/2 . 3,14=1,3.

Высота зуба колёс 4,5 h4=h5=ra5-rf5=52-43,3=8,7 мм.На чертеже зуб должен иметь высоту не менее 40 мм.Требуемое увеличение составляет 40/8,7=4,6.На этом основании принимаем масштаб ml=0,46 . 10 –3 м/мм. Зацепление вычерчиваем  в следующем порядке.Отмечаем центры колёс.Проводим основные окружности.По касательной к этим окружностям проводим линию зацепления.

      Отмечаем полюс зацепления. Проводим окружности вершин. Строим две эвольвенты, соприкасающиеся, например, в полюсе.

Проводим делительные окружности. Откладываем толщины зубьев по этим окружностям. Находим оси симметрии зубьев и строим противоположные стороны этих зубьев. Проводим окружности впадин. В основаниях зубьев делаем скругления ра­диусом 0,4 модуля. Это примерно равно радиусу скругления про­изводящей рейки.

Через полюс проводим начальные окружности. Отмечаем гра­ницы теоретической и активной линии зацепления. Находим гра­ницы активных профилей зубьев. Определяем коэффициент перекрытия по чертежу:

e =<EF>/pa=71/55=1,29.

С точностью до десятых он совпадает с расчётным - 1,3. Это свидетельствует о правильности синтеза зацепления.

2. СИНТЕЗ КУЛАЧКОВОГО МЕХАНИЗМА

2.1 Кинематические диаграммы толкателя

Примем отрезок <А1> изображающий экстремумы аналога ускорения на фазе подъёма, равным 40 мм. Тогда , одноимённый отрезок для фазы опускания 90 мм.

Примем <j>=240 мм ( чертежи , лист 2), тогда масштабный ко­эффициент

mj=j/<j>=340°/240=1,42  град/мм или 0,025 рад/мм. По вычисленным значениям построим график аналога уско­рения S²(j).

Похожие материалы

Информация о работе