Программный механизм
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
одного вала:
n=5.1об/мин, w=0,67.
. Расчет зубчатых колес редуктора
Выбираем материал для зубчатых колес со средними механическими характеристиками. Для шестерни - Сталь Ст40ХН, термообработка - улучшение. Предел прочности Tв=560 Н/мм, твердость 280 НВ. Для колеса Тв=730 Н/мм2, твердость 210 НВ.
Принимаем m = 1.
Примем
Z1 = Z3 = 17, тогда
Z2 = Z4 = Z1i12 = 17*3,43 = 58,31,так как число зубьев должно быть целое число округляем число зубьев до 59.
d1 = d3 = mZ1 = 17 мм
d2 = d4 = mZ2 =59 мм
Диаметр окружности выступов:
D1 = D3 = d1+2m = 17+2 = 19 мм
D2 = D4 = d2+2m = 59+2 = 61 мм
Диаметр окружности впадин:
Di1 = Di3 = d1-2,5m = 17-2,5 = 14,5 мм
Di2 = Di4 = d2-2,5m = 52-2,5 = 56,5 мм
Шаг в мм : t = ?m = 3.14*1 = 3,14 мм
Высота зуба h = 2.25m = 2.25*1 = 2,25 мм
Длина зуба b = 4m = 4мм
Расстояние между осями :
а12 = а34 = мм
Проверяем величину модуля зацепления:
где km=1.4 для прямозубых колес;
- коэффициент неравномерности нагрузки по ширине колес;
YF=4,8 для Z=17;
коэффициент равный отношению ширины зубчатого венца к модулю. Берется из интервала от 3 до 16 причем меньшие значения соответствуют для негабаритных колес невысокой точности=10;
, где -предел выносливости материала при симметричном цикле нагрузки;
n - запас прочности выбирается из диапазона от 1,3 до 2 возьмем n = 1.5
Для углеродистых сталей = 0,43, где - предел прочности выбранного материала. Для выбранного материала = 560 Н/мм2
= 0,43*560 = 240,8 Н/мм2
Н/мм2
Условие выполняется, значит оставляем модуль m = 1.
8.Определение момента на кулачковом валу
Плечо силы упругости плоской пружины равно L=15мм. Это плечо измерено в момент, когда сила упругости максимальна. То есть, приподняты обе пружины. Таким образом, для определения создаваемого момента необходимо найти суммарную силу упругости, создаваемую обеими пружинами.
Нижняя пружина не имеет предварительного натяга. Сила упругости нижней пружины в положении, когда ее перемещение максимально будет равна:
, где
- перемещение пружины;
- модуль упругости материала пружины;
- ширина пружины;
- толщина пружины;
- длина пружины.
Верхняя пружина имеет предварительный натяг Q, поэтому:
.
Общая сила упругости будет равна:
P = P1 + P2 = 0.18 + 185.66 = 185.84Н.
Момент на кулачковом валу, создаваемый одной контактной парой будет равен:
M1 = PL = 185.84*15* = 2,78 Н*м.
Общий момент на кулачковом валу будет равен сумме моментов, создаваемый всеми контактными парами (6 контактных пар):
Мкул = М1*4=2,78*4=11.12Н*м.
Рассчитаем момент на кулачковом валу при обратном вращении вала. Для этого необходимо рассчитать момент на вспомогательном валу.
Сила при этом Р=185.84 H. L=11 для обратного. Поэтому максимальный момент от подъема одной пружины равен:
M1вспом = PL = 185.84*11*=2.04 Н*м.
Общий максимальный момент от подъема всех пружин равен:
Мвспом = М1вспом*4 = 2.04*4 = 8.16 Н*м.
На кулачковый вал момент передается через зубчатое зацепление с передаточным отношением 3,43. Поэтому на кулачковом валу будет момент:
М1кул = Мвспом*3,43 = 8.16*3,43 =27.99 Н*м
При обратном вращении кулаки поднимают нижние пружины (верхние приподняты пальцами вспомогательного вала). Сила упругости пружин и плечо были рассчитаны выше (, ). Момент этой силы на кулачковом валу равен:
Суммарный обратный момент на кулачковом валу равен:
Мобр = М1обр + М1кул + Мтр =0.0108 + 27.99 + 144 = 172H*м.
(Мтр - момент от фрикционной муфты; расчеты приведены ниже)
. Расчет возвратной пружины
Возвратная пружина представляет собой спиральную заводную пружину, помещенную в неподвижный корпус. Материал - сталь 60С2А ГОСТ 7419-74.
sв =1600 МПа.
Е=2*105 MПa.
Радиус главного вала , число оборотов вала из задания , минимальный момент пружины .
Из соображений прочности и надежности рекомендуется выбирать соотношения , где - толщина пружины, - наружный радиус.
, где
- коэффициент качества пружины, , где - для жесткого крепления пружины - для работы без смазки;
- отношение числа рабочих оборотов пружины к общему числу оборотов. . Выбираем ;
- отношение минимального и максимального моментов.
, где - ширина пружины. Выбираем .
Подставляя данные в формулу получим:
.
Выбираем значение .
Внутренний диаметр корпуса пружины
Внутренний радиус пружины в спущенном состоянии, равный внешнему радиусу пружины в заведенном состоянии:
.
Число оборотов пружины при заводе:
.
Длина упругой части пружины: .
Ширина: .
Жесткость:
, где - угол закручивания.
Минимальный угол закручивания .
- момент на кулачковом валу при обратном ходе (пружина раскручивается).
Суммарный момент на валу:
10.Расчет фрикционной муфты
Фрикционная муфта в данном механизме играет роль предохранительной муфты, поэтому находится в постоянном зацеплении. Полумуфты изготавливаем из стали Ст40ХН. Принимаем внешний радиус рабочей поверхности муфты Dв=16 мм, а внутренний - Dн=12мм, что соответствует рекомендуемому соотношению .
Рассчитаем силу нажатия пружины:
, где
с = 1,25…1,5 - коэффициент запаса сцепления;
Мк = 27,99Н*м - рабочий крутящий момент, необходимый для подъема верхних контактных пружин вспомогательным валом;
- коэффициент трения рабочих поверхностей (сталь по стали);
.
Подставив соответствующие значе?/p>