Подбор передаточного механизма и обеспечение его работоспособности

Содержание.

Структурная схема механизма. 2

Аналитическая проверка работоспособности механизма. 4

Кинематика. 4

Расчет скоростей методом планов. 5

Расчет ускорений методом планов. 6

Расчет приведенного момента нагрузки. 7

Расчет инерционной механической системы. 9

Механическая система в окончательном виде. 10

Заключение. 14

Структурная схема механизма.

Механизмы - это система тел, предназначенная для преобразования движения.

Преобразующие механизмы.

Служат для преобразования движения из вращательного в поступательное.

Звено – материальное тело, состоящие из одной или нескольких деталей.

Кинематическая пара– подвижное соединение двух звеньев.

Кривошип – звено, поворачивающееся на 360⁰.

Размеры звеньев (см)                        Вес звеньев (кг)

Ввод данных:

Схема 1

Схема 2

Схема 3

Шесть положений механизма

Аналитическая проверка работоспособности механизма.

Рассчитаем работоспособность механизма по формуле Чебышева:

W = 3·m – 2p₁ , где W – степень подвижности, р₁ – число одноподвижных кинематических пар

m – число подвижных звеньев

W = 3·7 – 2·10 = 21 – 20 = 1

Механизм работоспособен.

Кинематика.

Угол поворота кривошипа, соответствующий дальнему положению ползуна  φ^{дал. .}=5,269⁰

Угол поворота кривошипа, соответствующий ближнему положению ползуна  φ^{бл. .}=185,85⁰

Рассчитаем угол поворота кривошипа, соответствующий перемещению ползуна из дальнего положения к ближнему:

 φ ^{хх =} φ^бл.   - φ^дал.

φ^хх =185,85⁰ – 5,269⁰ = 180,581⁰

Расчет скоростей методом планов.

Таблица результатов компьютерного расчета:

Проверочный расчет:

Расчеты ведутся для 240⁰

ω=19,3732

V_A=1,3561м/с

k =22,6

V_AB=0,7458 м/с

V_BD=1,1752 м/с

V_DE=0,7232 м/с

V_BC=1,0622 м/с

V_DC=1,3786 м/с

V_E=2,3499 м/с

=(2,3499-2,238)/2,238*100%=5,1%

Расчет ускорений методом планов.

Таблица результатов компьютерного расчета:

Проверочный расчет:

Расчеты ведутся для 240⁰

a_A=26,2715 м/с²

k=525,43

a_AB1=1,738 м/с²

a_CB2=8,059 м/с²

a_BD2=6,5766 м/с²

a_CD1=10,5585 м/с²

a_DE1=1,4943 м/с²

a_E=17,795 м/с²

=(17,795-16,82)/16,82*100%=5,8%

Расчет приведенного момента нагрузки.

График внешней нагрузки:

Графики приведенного момента:

Проверочный расчет:

Момент для 240⁰

127,03

Вычислим по формуле:

) = 1/19,3732*2461,8=127,07

Сравнив, получили:

 127,073                                                            127,07

Определим погрешность по формуле:

=(127,07-127,073)/127,073*100%=0,00236%

Расчет инерционной механической системы.

Определяем момент инертности для каждого звена по формуле:

J = m * (0.3 * l)²

J= 0,07²*0,9*0,8=0,003528 кг²*м

J=0,32²*0,9*3,6=0,331776 кг²*м

J= 0,14²*0,9*6=0,10584кг²*м

J= 0,18²*0,9*6=0,17496кг²*м

J= 0,21²*0,9*2,8=0,111132кг²*м

J=0,35²*0,9*3=0,33075кг²*м

Проверочный расчет:

Момент инерции для 240⁰.

 = 0,34446кг²*м

Формула для расчета:

m₁=0,8 кг                               V₁=-1.2566 м/с

m₂=3,6            кг                                V₂=-2,5198 м/с

m₃=6 кг                                  V₃=-0,031883 м/с

m₄=6кг                                   V₄=2,2380 м/с

m₅=2,8 кг                               V₅=1,5697 м/с

m₆=3кг                                   V₆=-4,599*10^-6 м/с

 =1/19.3732²*122.947=0,32758 кг²*м

Получили:   = 0,32758 кг²*м

Определим погрешность

=(0.32758-0,34446)/0,34446=4,9%

Механическая система в окончательном виде.

Результаты компьютерного расчета:

Проверочный расчет:

Рассчитаем передаточное отношение:    =1450/185=7,837

Геометрические размеры передаточного механизма:

Модуль: m = 1 мм.

Число зубьев:      Z_a = 26       Z_g =76           Z_b =178

.

Диаметры делительных окружностей:

dW_a = m*Z_a =1*26=26 мм

dW_g = m*Z_g = 1*76=76 мм

dW_b = m*Z_b = 1*178=178 мм

Окружности впадин:

df_a = m*(Z_a - 2.5) = 1*(26-2,5)=23,5 мм

df_g = m*(Z_g - 2.5) = 1*(76-2,5)=73,5 мм

dfb = m*(Z_b - 2.5) =1*(178-2,5)=175,5 мм

Окружности выступа:

da_a = m*(Z_a + 2) =1*(26+2)=28  мм 

da_g = m*(Z_g + 2) =1*(76+2)=78 мм 

da_b = m*(Z_b + 2) = 1*(178+2)=180 мм 

Межосевое расстояние:

a_ag == 0.5*m*(Z_a+Z_g) = 0,5*1*(26+76)=51 мм

Результаты совпадают.

График изменения угловой скорости:

Механическая система в окончательном виде:

Заключение.

В ходе работы была выполнена главная задача: был подобран передаточный механизм и обеспечена его работоспособность.