Зубчатый механизм. Кулачковый механизм. Структурный кинематический и кинетостатический анализ плоского рычажного механизма. Расчет маховика, страница 9

Динамический момент:

                              ,                               (101)

             ,

.

     2.4. Определение основных геометрических параметров маховика

Конструктивно маховик выполнен в виде массивного чугунного обода с диаметрами   D₁ , D₂ и шириной b, который связан со ступицей спицами.

Основные геометрические параметры маховика берем из компьютерных расчетов.

Таблица 2.1 – Основные характеристики маховика

n	Материал	b/D1	D2/D1	D1, мм	D2, мм	b , мм	m, кг		I, кг·м2
1	Чугун	0,1	0,6	710	420	71	129,7		11,36
2	Чугун	0,15	0,6	630	360	100	149,2		9,81
3	Чугун	0,2	0,6	600	360	120	154,2		9,43
4	Чугун	0,1	0,7	710	500	71	100,6		9,48
5	Чугун	0,15	0,7	630	420	100	122,9		8,81
6	Чугун	0,2	0,7	630	420	125	153,7		11,01
7	Чугун	0,1	0,8	750	600	60		67,7		7,81
8	Чугун	0,15	0,8	710	560	110		116,8		11,94
9	Чугун	0,2	0,8	670	530	130		121,8		11,11

      Ограничения по диаметру 650 мм. Из полученных вариантов выбираем маховик с параметрами (с наименьшей массой):

D₁ = 630 мм;

D₂ = 420 мм;

b = 100 мм;

m = 122,9 кг.

Диаметр отверстия ступицы  d₀₁ = 0,1 · D₁ =0,1 •630 мм = 63 мм

Диаметр ступицы:d_ст = 1,8 • 63 мм = 114мм.  По ГОСТ 6636-69 принимаем      d_ст = 120 мм.

Толщина спицы: с = 0,25 · b = 0,25 • 100 мм = 25 мм.

                    3. Синтез зубчатого механизма

         3.1. Выбор коэффициентов смещения и геометрический расчет эвольвентного зубчатого зацепления

Оптимальные коэффициенты смещения  x₁ и x₂ выбирают по таблицам для чисел зубьев, равных табличным, либо для табличных, ближайших меньших заданным. Но при оптимальных x₁ и x₂  межосевое расстояние а_ω не получится стандартным. Его необходимо округлить до ближайшего меньшего стандартного значения по ГОСТ 6636-69 и откорректировать коэффициенты смещения.

Коэффициенты смещения выбирают также по оптимальной износостойкости, то есть по равенству суммарных ординат относительного скольжения в точках A₁ и A₂ .

   Выбранные коэффициенты смещения x₁ = 0,5; x₂ = 0,428.

Расчет геометрии зацепления ведется по формулам:

  Делительный диаметр:

                             ,                                   (102)

где  - модуль зацепления;

      -число зубьев шестерни или колеса.

  Основной диаметр

                             ,                             (103)

где α – угол профиля.

  Шаг зубьев по делительной окружности:

                               ,                                (104)

     Высота головки зуба:

                              ,                              (105)

где  = 1 - коэффициент высоты головки зуба.

Радиальный зазор:

                                           ,                                (106)

где = 0,25 - коэффициент радиального зазора.

Межосевое расстояние:

                         ,                                 (107)

где - делительное межосевое расстояние;

      - коэффициент воспринимаемого смещения.

Коэффициент воспринимаемого смещения:

                       ,                                 (108)

где - коэффициент уравнительного смещения.

Диаметры вершин:

                                         (109)

Диаметры впадин:

                                         (110)

Угол зацепления определяется через инволюту:

                    .                              (111)

Толщина зубьев по окружности любого диаметра   равна:

             .                   (112)

Коэффициент перекрытия:

          .                 (113)

Основной шаг: