Синтез и анализ механизмов поперечно-строгального станка

Федеральное агентство по образованию.

Государственное образовательное учреждение.

«Норильский Индустриальный Институт»

Пояснительная записка по ТММ

«Синтез и анализ механизмов поперечно-строгального станка».

Выполнил:                                                    ст. гр. СМ-04(з)           Чуйков Е. Н.

Проверил:                                                                                    Маркеев М. А.

Норильск 2007

Силовой анализ рычажного механизма.

Задачи силового анализа:

1). Определение нагрузок в кинематических парах.

2). Поиск уравновешивающей силы на ведущем звене (кривошипе).

Для силового анализа заданного механизма необходимо разделить его на группы Ассура.

Построение плана ускорения пятого звена

Определим ускорение точек b₁ ,b₂:

 Масштабный коэффициент примем равным

Выбираем произвольную точку Р и откладываем вектор a_{1 2}.

Для определения ускорения точки b₃ запишем систему уравнений:

Где - относительное(релятивное) ускорение, - кориолисово ускорение, - ускорение точки С(очевидно что оно равно нулю.

Кориолисово ускорение определяется из формулы:

Направление кориолисова ускорения можно узнать повернув относительную скорость на 90º в направлении вращения ведущего звена.

Ускорение , где

Теперь мы можем решить систему уравнений графическим методом: из окончания вектора Рb_{1 2} откладываем кориолисово ускорение с выбранным масштабным коэффициентом. Из конца полученного вектора проводим направление ускорения . Из полюса откладываем найденный вектор . Далее указываем направление ускорения . Далее откладываем вектор с началом в точке Р(полюсе) и концом в точке пересечения векторов и . Полученный вектор представляет собой ускорение точки b₃.

Ускорение точки D можно определить из соотношения

Из аналогичного соотношения определяется и ускорение точки S₃.

Для построения вектора ускорения точки Е необходимо решить систему уравнений:

Т.к. точка D может двигаться только вертикально, следовательно  равно нулю. Определяем неизвестные слагаемые из второго уравнения системы.

Из окончания вектора Рd откладываем . Из конца полученного вектора проводим направление . Из полюса проводим направление ускорения точки Е. Точка пересечения  и направления вектора  будет служить окончанием вектора Ре. Т.к. точка S₄ является серединой звена 4 то вектор ускорения этой точки будет иметь начало в полюсе и конец в середине вектора

Рассмотрим группу Ассура в которую входят 4 и 5 звено.

Для начала определим силы и моменты инерции действующие на эту группу:

Запишем уравнение равновесия для данной группы Ассура:

Для определения  напишем уравнение момента относительно точки Е:

Масштабный коэффициент для плана сил

Произвольно выбираем точку начала плана сил(точка А). Из этой точки откладываем , к ней прикладываем G₄, далее , все силы действующие на 4 звено обозначены. Далее прикладываем G₅ и , затем F. Далее в уравнении идет неизвестная нам по модулю сила , поэтому откладываем направление этой силы. Из точки А(начала плана сил) откладываем направление . Полученная точка пересечения двух прямых это и будет конец вектора и начало вектора .

Далее рассматриваем следующую группу Ассура.

Найдем все силы инерции и моменты инерции, действующие на нее:

Запишем уравнение равновесия для этой группы:

Рассмотрим второе звено. Составим уравнение равновесия на ось Х(ее направление совпадает с направлением звена DB):

Для нахождения силы запишем уравнение моментов относительно точки Е

Произвольно выбираем точку начала плана сил (точка А), масштабный коэффициент остается прежним. Из точки А проводим силу , затем из конца полученного вектора проводим R₄₃, затем G₃ и . Все силы, действующие на звено 3 указаны. Далее строим часть плана соответствующую силам действующим на звено 2. Из конца вектора  откладываем силу , затем указываем G₂ и . Далее в уравнении идет неизвестная нам по модулю сила поэтому обозначаем только ее направление. Из точки А проводим прямую, соответствующую направлению силы . Точка пересечения построенных прямых является концом вектора и началом вектора . Из построенного плана сил определяем

R₁₂ =2732,3H.

Рассмотрим ведущее звено.

Для нахождения составим момент относительно точки А

Рычаг Жуковского.

Для получения рычага Жуковского необходимо повернуть план скоростей механизма на 90º против направления вращения ведущего звена. Построение плана скоростей рычажного механизма было рассмотрено ранее. Прикладываем в соответствующие точки рычага Жуковского. Моменты инерции необходимо представить в виде пар сил и приложить в соответствующие точки рычага.

Силу  прикладываем к точке b_{1 2} рычага. Направление этой силы – перпендикулярно звену АВ.

Составим уравнение момента относительно точки Р и определим уравновешивающую силу:

Оцениваем погрешность которая получилась при определении  разными способами (методом планов сил и посредством рычага Жуковского):

Синтез зубчатого зацепления.

Расчет основных геометрических параметров зубчатой передачи.

Коэффициенты смещения для данной зубчатой передачи были выбраны с использованием блокирующего контура, приведенного на рис.1 по ГОСТ 16532-70.

X₁ = 0.49;

X₂ = 0.37.

Данный блокирующий контур приведен для передач, зубья зубчатых колес которых образованы теоретической исходной производящей рейки, соответствующей исходному контуру с

; ; .

1). Передаточное отношение:

;

.

2). Коэффициент суммы смещений:

= X₁+ X₂ = 0.49+0.37 = 0,86

3). Угол зацепления :

 ;

= 26.123⁰.

4). Межосевое расстояние:

.

5). Делительные диаметры:

;

.

6). Делительное межосевое расстояние:

.

7). Коэффициент воспринимаемого смещения:

.

8). Коэффициент уравнительного смещения:

.

9). Радиусы начальных окружностей:

;

;

проверка:

.

10). Радиусы вершин зубьев:

;

.

11). Радиусы впадин зубьев:

;

.

12). Высота зуба:

.

13). Радиусы основных окружностей:

;

.

14). Толщины зубъев по делительной окружности:

;

.

15). Углы профиля в точке на окружности вершин:

;

.

16). Толщины зубьев по окружности вершин.