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:dст = 1,8 • 63 мм = 114мм.  По ГОСТ 6636-69 принимаем      dст = 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 аω 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: