 |
Построение схемы механизма
|
|
|
|
Согласно исходным данным имеем:
Ø υcp =5,28 м/с;
Ø l = 
= 3,5;
Ø n1 = 1320 об/мин.
Определим ход поршня Smax и длины звеньев ℓАВ, ℓОА
Масштабный коэффициент схемы механизма
Рассчитаем расстояние до цента масс
Строим механизм в 6- положениях, начиная с крайнего левого (согласно заданию).
3.2 Построение планов скоростей
Угловая скорость кривошипа
.
Линейная скорость ползуна
υA = 
.
Масштабный коэффициент плана скоростей
.
После построения планов рассчитываем действительные значения скоростей по формулам
; 
; 
.
Полученные значения запишем в таблицу 3.1.
Таблица 3.1- Значения скоростей, угловых скоростей
| Параметры | ||||||||||||
| vB | 2,8 | 5,4 | 8,28 | 7,8 | 4,9 | 4,9 | 7,9 | 8,28 | 6,0 | 3,6 | ||
| vBA | 8,28 | 7,0 | 4,0 | 4,0 | 7,0 | 8,28 | 7,0 | 4,4 | 4,4 | 7,0 | ||
 BA
| 39,4 | 33,3 | 20,9 | 20,9 | 30,3 | 39,4 | 30,3 | 20,9 | 20,9 | 30,3 |
3.3 Построение планов ускорений
Ускорение точки А (кривошипа)
.
Масштабный коэффициент плана ускорений
.
Запишем векторные уравнения для построения точки В
; 
.
Рассчитаем нормальные ускорения и их вектора в мм
Для 4-го и 2-го положений Для 3-го положения
; 
; 
.
.
После построения планов рассчитаем действительные значения ускорений.
Данные заносим в таблицу:
| Положения | аВ (м/с2) |  (м/с2)
| (м/с2)
| ξ ВА (с-2) |
| 4 | 759 | 930 | 1080 | 4714,3 |
| 2 | 759 | 930 | 1080 | 4714,3 |
| 3 |
3.4 Построение кинематических диаграмм ползуна В
3.4.1. Диаграмму перемещения строим в масштабе mS = mℓ..
3.4.2. Диаграммы скорости и ускорения строим методом графического дифференцирования с помощью хорд.
3.4.3. После построения диаграмм рассчитываем их масштабные коэффициенты
; 
;
; 
.
4 РАСЧЁТ МАХОВИКА
|
|
|
4.1 Расчёт сил давления газа на поршень (для II-ой ступени)
Индикаторное давление 
, где рmax = 4 МПа (по заданию).
Рассчитываем для 12 положений.
Такт расширения Такт впуска
0) 
; 6) 
;
1) 
; 7) 
;
2) 
; 8) 
;
Такт выпуска Такт сжатия
3) 
; 9) 
;
4) 
; 10) 
;
5) 
; 11) 
.
Силы давления газа на поршень 
.
Такт расширения Такт впуска
0) 
; 6) 
1) 
; 7) 
;
2) 
. 8) 
.
Такт выпуска Такт сжатия
3) 
; 9) 
;
4) 
; 10) 
;
5) 
. 11) 
.
4.2 Расчёт приведенного момента и построение его графика
4.2.1 Определение приведенного момента
Найдём 
Рассчитываем для 12 положений механизма.
0) 
.
1) 
.
2) 
.
3) 
.
4) 
.
5) 
.
6) 
.
7) 
.
8) 
.
9) 
.
10) 
.
11) 
.
4.2.2 Построение графика Мпр = f 
.
Масштабный коэффициент графика
; где 
мм – значение выбрано произвольно.
Рассчитываем высоты в мм для 12 положений
0) 
. 6) 
.
1) 
. 7). 
2) 
. 8) 
.
3) 
. 9) 
.
4) 
. 10) 
.
5) 
. 11) 
.
4.4 Построение графика изменения кинетической энергии
DТ=Адв.с.-Ас.с.
4.5 Построение графика осевого приведенного момента инерции
Находим: 
.
Рассчитываем для 12 положений.
0) 
; 4) 
;
1) 
; 5) 
;
2) 
; 6) 
;
3) 
; 7) 
;
8) 
; 9) 
;
10) 
; 11) 
;
Масштабный коэффициент графика Iп=f(j)
, где 
мм – выбираем произвольно.
Рассчитываем расстояния в мм для 12 положений
0) 
; 1) 
;
2) 
; 3) 
;
4) 
; 5) 
;
6) 
; 7) 
;
8) 
; 9) 
;
10) 
; 11) 
.
Вычисляем масштабный коэффициент графика работы по формуле
,
где Н – полюсное расстояние в мм.
Масштабный коэффициент угла поворота кривошипа
.
Тогда 
.
4.6 Построение графика энергомасс DT= f(Iпр)
Диаграмма Ф.Виттенбауэра (график энергия-масса) строится на пересечении диаграмм изменения кинетической энергии и приведенного момента инерции.
После построения графика DT= f(Iпр) определяем углы!
;
,
где mDT = mА, wср = w1.
Проводим касательные к диаграмме энергия-масса под углами ψmin и ψmax.
Отрезок на диаграмме энергия-масса получился KL = 75,68мм.
4.7 Определение момента инерции маховика
И размеров махового колеса
Момент инерции маховика
.
Диаметр маховика:
.
Ширина обода:
|
|
|
.
Масштабный коэффициент построения:
5 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЛАНЕТАРНОГО МЕХАНИЗМА
И ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ
5.1 Проектирование планетарного механизма
Из выражения U1Н = 1 + 
находим = U1Н -1=10,18-1=9,18.
Передаточные отношения каждой ступени редуктора определятся по формулам
z2/z1=U12H, z3/z2'=U23H.
Пусть U12H=3. Значит, U23H=9,18/3=3,06. Тогда z2=3z1 и z3=3,06 z2'.
Задаемся числом зубьев z1. Пусть z1=18, тогда z2=3·18=54.
Из условия соосности z1 + z2= z3- z2' найдем z2'
18+54=3,06 z2'- z2', т.е. 72=2,06z2, откуда z2'=34,95.
Принимаем z2'=35, тогда
z3=3,06 z2'=3,06·35=107,1.
Принимаем z3=108, чтобы z3 было бы одной четности с z1.
Определяем возможное число сателлитов k
k ≤ 
≤ 3,6.
Значит, в схеме механизма может быть либо 2, либо 3 сателлита. Принимаем k =3.
Проверяем возможность сборки из условия 
,
Тогда (108+18)/3=42.
Число в ответе целое, значит, сборка механизма возможна.
Итак, окончательно имеем: k=3, z1=18, z2=54, z2'=35, z3=108.
Определяем делительные диаметры колес по формуле
d= mz = (мм).
d1= mz1= 10´18 = 180 мм; d2= mz2= 10´54 = 540 мм;
d2'= mz2'=10´35=350 мм; d3= mz3= 10´108 = 1080 мм.
Вычерчиваем схему редуктора в масштабе М 1:4.
5.2 Проектирование зубчатой передачи
|
| ||||
.
.
Находим коэффициенты смещения по таблицам 1 и 3
х1 = 0,694; х2 = 0,384; 
.
Определяем инволюту угла зацепления по формуле:
.
Тогда 
.
Определяем действительный угол зацепления 
по таблице 5: 
.
Определяем межосевое расстояние 
передачи:
.
Определяем радиусы начальных окружностей 
:
;
.
Определяем радиусы делительных окружностей 
;
.
Определяем радиусы основных окружностей 
;
Определяем радиусы окружностей вершин 
;
.
Определяем радиусы окружностей впадин 
;
.
Определяем шаг по делительной окружности 
.
Определяем толщину зубьев по делительным окружностям
;
.
Определяем углы профилей зубьев по окружности вершин
;
.
Определяем коэффициент перекрытия 
.
Строим зубчатое зацепление в масштабе М 2:1.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В процессе выполнения курсового проекта было произведено следующее:
1. Выполнено структурное исследование рычажного механизма.
2. Проведено кинематическое исследование рычажного механизма:
2.1.построена схема механизма; планы скоростей, ускорений.
|
|
|
2.2.определены скорости и ускорения точек и звеньев механизма с помощью планов и построением кинематических диаграмм.
3. Был проведено динамическое исследование механизма и расчёт маховика: 3.2. выполнено построение индикаторной диаграммы и расчёт сил давления газа на поршень;
3.3.выполнен расчет момента инерции маховика и определены размеры махового колеса.
4. Проведено проектирование механизма с высшей кинематической парой:
4.1.выполнен расчет планетарного редуктора;
4.2.проведен геометрический расчет зубчатой передачи.
В процессе выполнения курсового проекта было применено комплексное решение инженерной задачи по исследованию и расчету механизма и машины в целом.
ЛИТЕРАТУРА
1. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин – М.: Высшая школа, 1978.
2. Кожевников С.Н. Теория машин и механизмов — М.: Машиностроение, 1973.
3. Теория механизмов и машин / Под редакцией K.B. Фролова. - М.: Высшая школа, 2001.
4. Крайнев А.Ф. Словарь - справочник по механизмам - М.: Высшая школа, 1981.
5. Курсовое проектирование теории машин и механизмов / Под редакцией А.С. Кореняко. – М.: МедиаСтар, 2006.
6. Теория механизмов и машин. Методические указания и задания для курсового проекта / Сост. В.А. Пономарев.- М.: Всесоюзн. с.-х. ин-т заоч. образования, 1989.
|
|
|
