Геометричний синтез евольвентного зубчастого зачеплення

Вступ.

У всупі дається короткий огляд існуючих і запропонованих у проекті важільних, кулачкових та зубчастих механізмів. Обгрунтовуються вибрані інженерні методи проектування і дослідження цих механізмів.

1. Структурний аналіз механізму.

1.1.Накреслити в пояснювальній записці структурну схему заданого механізму.

1.2.Позначити кінематичні пари та пронумерувати ланки механізму.

1.3.Зобразити окремо кінематичні пари та виконати їх класифікацію, визначити назви ланок.

1.4.Виконати структурний аналіз заданого механізму.

1.4.1.Визначити ступінь вільності механізму за формулою Чебишева.

1.4.2.Розкласти механізм на структурні одиниці: групи Ассура та механізм I класу.

1.4.3.Визначити клас, порядок і вид кожної групи Ассура.

1.4.4.Визначити клас механізму в цілому.

2. Синтез важільного механізму.

2.1.Зобразити структурну схему заданого механізму та записати відомі розміри ланок.

2.2.Визначити всі необхідні розміри ланок графо-аналітичним методом. Для цього на міліметровому папері формату А3 накреслити в масштабі кінематичну схему механізму в крайніх положеннях.

2.3.Знайти на кресленні і визначити дійсні розміри всіх ланок, та записати в пояснювальну записку.

3. Кінематичний аналіз механізму.

3.1.Накреслити на першому аркуші формату А1 кінематичну схему важільного механізму в масштабі в 12 (13) положеннях. За початок відліку прийняти таке положення ведучої ланки, при якому ведена ланка, до якої прикладена сила корисного опору, займає крайнє (нульове) положення на початку робочого ходу. Знайти друге крайнє положення механізму.

3.2.Виконати кінематичне дослідження механізму методом планів. Побудувати в масштабі повернуті на 90⁰ проти обертання ведучої ланки плани швидкостей для всіх 12 (13) положень механізму. Визначити дійсні швидкості всіх точок, вказаних на схемі. Результати обчислень звести в таблицю. Побудувати в масштабі план прискорення для одного положення механізму при робочому ході. Визначити дійсні прискорення всіх заданих точок. Визначити за величиною і напрямом кутові швидкості та кутові прискорення всіх ланок механізму в цьому положенні.

3.3.Виконати кінематичне дослідження механізму методом діаграм.Побудувати в масштабі діаграму переміщення точки, до якої прикладена сила корисного опору в залежності від часу(або кута) повороту кривошипа (вхідної ланки) . Методом графічного диференціювання діаграми переміщення побудувати діаграму швидкості . Методом графічного диференціювання діаграми швидкості побудувати діаграму прискорення .Визначити масштаби побудованих діаграм. Знайти дійсні величини швидкості та прискорення цієї точки. Результати обчислень звести в таблицю.

3.4.Порівняти швидкості та прискорення, отримані двома різними методами і визначити відносну похибку, яка не повинна перевищувати 5%. Результати обчислень звести в таблицю.

3.5.Визначити зрівноважувальну силу і зрівноважувальний момент, методом важіля М.Є.Жуковського, використовуючи при цьому побудовані повернуті плани швидкостей. Обчислення викнонувати враховуючи тільки сили тяжіння ланок та силу корисного опору. Сила корисного опору діє тільки при робочому ході і направлена протилежно швидкості точки прикладання. Результати обчислень звести в таблицю.

4. Силовий аналіз механізму.

4.1.Накреслити на другому аркуші формату А1 кінематичну схему важільного механізму в масштабі в одному положені при робочому ході (вибрати положення, для якого побудовано план прискорень) та записати вихідні дані.

4.2.Перенести з першого аркуша план прискорень для вибраного положення.

4.3.Виконати кінетостатичний розрахунок механізму для цього положення методом планів сил.

4.3.1.Визначити сили інерції та моменти пар сил інерції за величиною і напрямом.

4.3.2.Накреслити окремо в масштабі кінцеву групу Ассура і прикласти до неї у відповідних точках всі сили, в тому числі сили інерції (без масштабу). Дію від’єднаних ланок замінити реакціями в кінематичних парах. Силами тертя нехтувати.

4.3.3.Використовуючи умови рівноваги групи і ланок (принцип Даламбера), визначити реакції у всіх кінематичних парах методом побудови планів сил (тангенціальні складові реакції визначаються із рівнянь рівноваги моментів сил, а нормальні і повні реакції – із планів сил).

4.3.4.Накреслити в масштабі передкінцеву групу Ассура і виконати для неї розрахунки згідно пунктів 4.3.2. і 4.3.3.

4.3.5.Виконати кінетостатику механізму I класу (кривошипа). Для цього накреслити в масштабі механізм I класу (вхідну ланку 1 зі стояком) і прикласти до нього у відповідних точках всі сили: силу тяжіння, силу інерції та реакцію від’єднаної ланки 2. До ланки 1 прикласти зрівноважувальну силу і визначити її величину. Визначити реакцію в кінематичній парі стояк-вхідна ланка, для чого побудувати план сил.

4.4.Перенести з першого аркуша повернутий план швидкостей для цього положення і визначити зрівноважувальну силу методом важіля М. Є. Жуковського. При цьому необхідно, крім сил тяжіння і сил корисного опору, врахувати також сили інерції, а моменти пар сил інерції, замінити парами сил.

4.5.Порівняти зрівноважувальну силу, отриману методом планів сил та методом важіля М.Є.Жуковського і визначити відносну похибку яка не повинна перевищувати 5%.

5. Визначення динамічного моменту інерції маховика.

5.1.Побудувати на другому аркуші графік зведених моментів сил опору за цикл усталеного руху , , де - зрівноважувальний момент, визначений методом важіля М.Є.Жуковського (аркуш 1) та записати вихідні дані.

5.2. Побудувати графік робіт сил опору методом графічного інтегрування графіка зведених моментів сил опору.

5.3. З’єднати початок і кінець графіка роботи сил опору прямою лінією на основі того, що при усталеному русі за цикл робота сил опору дорівнює роботі рушійних сил , оскільки момент рушійних сил постійний. Це і буде графік робіт рушійних сил .

5.4. Побудувати графік моментів рушійних сил , для цього графічно продиференціювати графік робіт рушійних сил .

5.5. Побудувати графік приросту кінетичної енергії механізмувиходячи з того, що приріст кінетичної енергії механізму дорівнює геометричній сумі робіт сил рушійних і сил опору в кожному положенні механізму.

5.6. Визначити зведений динамічний момент інерції механізму для всіх положень. Побудувати графік . Числові значення зведеного динамічного моменту інерції для кожного механізму визначається із формули яка виводиться на основі умови рівності кінематичних енергій ланки зведення і всіх інших ланок механізму.

5.7.Визначити масштаби побудованих графіків ,.

5.8.Побудувати діаграму енергомас графічним виключенням параметру із графіків приросту кінетичної енергії механізму і зведеного динамічного моменту інерції механізму .

5.9. Визначити динамічний момент інерції махового колеса.

5.10.Визначити необхідну потужність двигуна на вхідній ланці та підібрати стандартний електродвигун.

5.11.Вибрати місце установки маховика та визначити його геометричні параметри.

6. Динамічний синтез кулачкового механізму.

6.1.Записати вихідні дані для синтезу кулачкового механізму.

6.2.Побудувати на третьому аркуші формату А1 в невизначеному масштабі заданий графік аналогу прискорення штовхача в залежності від кута повороту кулачка. Ординату графіка на фазовому куті віддалення вибрати довільно в межах (50...70)мм, а ординату графіка на фазовому куті наближення визначити із відношення:.

6.3.Побудувати графік аналогу швидкості штовхача в залежності від кута повороту кулачка методом графічного інтегрування графіка аналогу прискорення штовхача.

6.4.Побудувати графік переміщення штовхача в залежності від кута повороту кулачка методом графічного інтегрування графіка аналогу швидкості штовхача.

6.5.Визначити масштаби побудованих графіків:.

6.6.Визначити найменший (початковий) радіус r₀ пофілля кулачка графічним методом, виключення із графіків параметру , для чого побудувати новий графік: для кулачкових механізмів з роликовим штовхачем , а для кулачкових механізмів з тарілчастим штовхачем

6.7.Побудувати в машинобудівному масштабі профіль кулачка методом оберненого руху (інверсії). На кресленні показати фазові кути та початковий радіус профіля кулачка.

7.1.Записати вихідні дані для синтезу зубчастого зачеплення.

7.2.Визначити геометричні розміри пари стандартних нормальних (нульових) коліс, зуби яких необхідно профілювати.

7.3.Виконати побудову зубчастого зачеплення на третьому аркуші формату А1. Побудувати три пари зубів, що знаходяться в зачепленні. Масштаб побудови вибрати так, щоб висота зуба на кресленні 45 мм. Евольвенти (профілі) зубів, які дотикаються в полюсі, необхідно будувати за правилами креслення точно і акуратно, зберігаючи всі допоміжні побудови. Профілі всіх інших зубів будувати за допомогою шаблонів.

7.4.На кресленні показати розміри геометричних елементів зубчастих коліс.

7.5.Визначити якісні характеристики зубчастого зачеплення.

7.5.1.Знайти та виділити на кресленні активну (практичну) частину лінії зачеплення, дуги зачеплення та робочі профілів зубів.

7.5.2.Визначити коефіцієнт торцевого перекриття теоретично і практично за розмірами креслення.

7.5.3.Визначити коефіцієнт та побудувати в масштабі діаграму відносного ковзання робочих профілів зубів.

7.6.Проставити основні параметри зубчастого зачеплення в таблиці на кресленні.

Методика та приклад виконання курсового проекту описані в [4,5,6].

9.3 Оформлення розрахунково – пояснювальної записки

Розрахунково – пояснювальну записку слід писати акуратно від руки чорнилом, або кульковим зарядом (синім, фіолетовим, чорним) або самостійно на комп’ютері на одній стороні аркуша білого паперу формату А4 (297х210) у відповідності з вимогами ЄСКД. Об’єм пояснювальної записки складає 25...35 аркушів.

В записці необхідно стисло і чітко викласти всі етапи курсового проекту з аргументацією вибору тих чи інших методів синтезу і аналізу заданого механізму, а також виконати докладні мотивовані розрахунки, які необхідно застосовувати при виконанні креслень.

Порядок записів при обчисленні параметрів наступний:

- записується кінцева формула;

- підставляються числові значення велечин без проміжних обчислень;

- записується кінцевий результат обчислень і проставляється розмір- ність.

В записці наводиться вступ, список використаної літератури та зміст.

Кожен аркуш записки повинен мати основний напис: перший аркуш кожного розділу за формою 3, а всі наступні – за формою 3а.

Після закінчення розрахунків всі аркуші записки скріплюються в загальну обкладинку із титульним аркушем (форма1).

Завдання на курсовий проект розміщується на початку розрахунково –

пояснювальної записки.

Дата добавления: 2014-01-04