Кинематический и силовой расчёт механизма. Определение осевого момента инерции маховика. Проектирование профиля кулачкового механизма. Проектирование зубчатого зацепления. Проектирование планетарного механизма

(мал. 3)

Висновок: даний механзм згдно проведеного аналзу вдноситься до механзму 2-го класу з рухомстю рвнй одиниц. Це означа

те, що нам достатньо виконати ведучою лише одну ланку.

1.3 Побудова положень механзму.

На кресленн № 1 довльно вибира

мо точку О₁. За розмрами вдклада

мо точку О₂. Навколо точки О₁ проводимо коло радусом О₁А. З точки О₂ проводимо дугу радуса О₂В. До кола О₁А з дуги, через точку О₂ проведемо дотичн, добуду

мо нш точки ланки методом насчок. - положення

крайнми положеннями механзму. Кожен з отриманих двох кутв подлимо на чотири рвн кути.

добуду

мо нш положення механзму методом насчок. Ми отрима

мо всм положень механзму.

1.4 Визнача

мо швидксть точок кутову швидксть ланок.

Знайдемо швидксть точок швидксть ланок для першого положення механзму.

Визнача

мо швидксть точки А

На кресленн № 1 довльно вибира

мо полюс P перпендикулярно ланц О₁А₁ довжиною 50 мм провидимо вдрзок, який

графчним аналогом швидкост.

Визнача

мо масштабний коефцúнт:

Швидксть точки А₂ дорвню

швидкост точки А₁, так як кулса 2 ланка 1 руха

ться разом.

Визнача

мо швидксть точки А₃ графчно, враховуючи систему:

де: VA₂ ,VO₂ - переносн швидкост точки А₃,

VA₃A₂ ,VA₃O₂ - вдносн швидкост точки А₃.

На план з точки О₂ проводимо паралельну до А₃О₂, з полюса P проводимо перпендикулярну до А₃О₂ . Точка

Знаходимо дйсну швидксть точки А₃:

Визнача

мо швидксть точки В за теоремою подбност (чергування букв, як на механзмов так на планов повинно спвпадати при одному тому ж напрямку обходу):

Знаходимо дйсну швидксть точки В:

Визнача

мо швидксть точки С, виршуючи графчно:

де: VВ - переносн швидкост точки С,

VС_В - вдносн швидкост точки С.

З точки b проводимо перпендикуляр до ланки ВС на перетин його з горизонталлю, ми отриму

мо точку С з'

днавши ? з полюсом ми отриму

мо графчний аналог швидкост точки С.

Знаходимо дйсну швидксть точки С:

Кутову швидксть ланки 3 знаходимо, як вдношення вдповдно

Аналогчно знаходимо кутову швидксть для ланки 4:

Для нших положень механзму розрахунки ведемо аналогчно, результати заносимо в таблицю № 2.

Таблиця № 2

Так як кулса руха

ться поступально, то ₂ не буде.

1.5 Визначення прискорення точок та кутове прискорення ланок.

Розглянемо прискорення точок та кутове прискорення ланок на приклад першого положення.

Визнача

мо прискорення точки А:

На кресленн № 1 довльно вибира

мо полюс точку проводимо вдрзок , довжиною 100 мм паралельно О₁А, це

графчний аналог прискорення точки А.

Визнача

мо масштабний коефцúнт:

Прискорення точки А₂ дорвню

прискорення точки А₁ , так як вони рухаються разом.

Визнача

мо прискорення точки А₃ графчно виршуючи систему:

де: _A3A2^K - вдносне каролсове прискорення точки А₃

_А3А2, _А3О2 - вдносне тангенцальне прискорення точки А₃

Перерахову

мо в графчний аналог:

Пораху

мо вдносне нормальне прискорення точки А₃:

Перерахову

мо в графчний аналог:

На план (креслення №1) з точки ₃ вдклада

мо перпендикулярно ланц АО₂ вдрзок ₂₃' з кнця якого проводимо паралельно до АО₂ промнь. З полюса паралельно АО₂ вдклада

мо вдрзок ₃'', з кнця якого проводимо перпендикуляр до АО₂ на перетин променя проведеного з точки ₃' з точки ₃'' ми отриму

мо точку ₃ , з'

днавши ? з полюсом ми отрима

мо графчний аналог прискорення точки А₃.

Знаходимо дйсне прискорення точки А₃:

Визнача

мо прискорення точки В за теоремою подбност:

Знаходимо дйсне прискорення точки В:

Визнача

мо прискорення точки С виршуючи рвняння графчно:

де: _СВⁿ - вдносне нормальне прискорення точки С

_СВ - вдносне тангенцальне прискорення точки С

Знайдемо вдносне нормальне прискорення точки С:

Перераху

мо в графчний аналог:

З точки В вдклада

мо вдрзок ВС' паралельно до ланки ВС. З кнця якого проводимо перпендикуляр до перетину з горизонталлю. Точка

Знайдемо дйсне прискорення точки С:

Кутове прискорення третьо

Аналогчно розрахову

мо кутове прискорення для четверто

Аналогчно розрахову

мо все для нульового положення механзму.

1.6 Силовий розрахунок.

Силовий розрахунок розглянемо на приклад першого положення механзму.

Розраху

мо моменти нерцÿ:

де: JS₃ , JS₄ - осьовий момент нерцÿ.

Розрахову

мо сили нерцÿ ланок ваги:

Визначимо масштабний коефцúнт:

Перераху

мо сили в графчний аналог

Перераху

мо вагу в графчний аналог:

Вилуча

мо з механзму ланку 4-5. Склада

мо суму моментв вдносно точки В знаходимо реакцю R₆₅.

Перераху

мо реакцю R₆₅ в графчний аналог:

Складемо векторне рвняння суми всх сил дючих на ланку 4-5:

Буду

мо силовий многокутник, з якого знаходимо реакцю R₃₄:

Знаходимо дйсну реакцю R₃₄:

Вилуча

мо з механзму ланку 3.

Складемо суму моментв вдносно точки О₂ знайдемо реакцю R₂₃:

Перераху

мо реакцю R₂₃ в графчний аналог:

Складемо векторну суму всх сил дючих на ланку:

Буду

мо силовий многокутник знаходимо реакцю R₆₃:

Знайдемо дйсне значення реакцÿ R₆₃:

Вилуча

мо з механзму ланку 2 склада

мо векторне рвняння:

Буду

мо силовий многокутник знаходимо реакцю R₁₂:

Знайдемо дйсне значення реакцÿ R₁₂:

Вилуча

мо з механзму ланку 1

Склада

мо суму моментв вдносно точки О, знаходимо зрвноважуючий момент:

Складемо векторне рвняння сх сил дючих на ланку:

Буду

мо силовий многокутник знаходимо реакцю R₆₁:

Знаходимо дйсне значення реакцÿ R₆₁:

1.7 Важль Жуковського.

Взьмемо план швидкост для першого положення повернемо його на 90

Розраху

мо похибку мж моментом отриманим з силового розрахунку моментом отриманим з важеля

що задовольня

розрахункам.

1.8 Графки.

На ос ординат вдклада

мо перемщення повзуна, на ос абсцис кут повороту кривошипу.

Визначимо масштабний коефцúнт

де: Х - вдрзок на ос абсцис.

де: С₀С₃ - вдстань мж мертвими положеннями;

Y₃ - вдстань на ос ординат на графку, вдповдаючи вдстан мж мертвими положеннями.

Кути повороту отриман при побудов положень механзму, перерахову

мо за формулою у довжин

Перерахову

мо перемщення повзуна:

На графку на ос абсцис вдклада

мо довжини i.. З отриманих точок проводимо промен. На вдповдних променях вдклада

мо вдповдн довжини Si.. З'

днавши отриман точки отрима

мо графк перемщень

Графчно диференцюючи цей графк ми отрима

мо “аналог швидкостей” в масштаб:

де: Нi - вдстань вд ос ординат до полюса Р₁.

Графчно диференцюючи графк “аналог швидкостей”, ми отрима

мо графк “аналог прискорення” в масштаб:

де: Н₂ - вдстань вд ос ординат до полюса Р₂.

2.дВизначення осьового моменту нерцÿ маховика.

2.1 Вихдн данн.

Вихдними даними

данн креслення № 1, крм того дода

ться закон змни сили Q та коефцúнт нервномрност руху.

Qs

<

Sc (мал. 4)

Закон змни сили Q

Коефцúнт нервномрност руху -

2.2 Визначення сили Q.

На кресленн № 1, на всь перемщення повзуна наносимо закон змни сили Q з точок робочого ходу проводимо вдрзки. Це

граничн аналоги сил Q для положень робочого ходу, для холостого ходу сили Q прийма

мо рвними нулю, так як закон змни сили Q прямокутник.

Тому:

<

С₁ С₂ С₃ С₄ С₅ С₆ С₇ С₈

(мал. 5)

2.3 Визначення привдного моменту.

Визнача

мо привдний момент сили Q для кожного положення механзму:

де : Vc_i - швидксть повзуна в i-тому положенн механзму.

2.4 Побудова графкв Мпр=(), AQ= (), Ap= (), E= ().

Визнача

мо масштабний коефцúнт

де : Y₂ - вдстань на ос ординат, вдповдна даному приведеному моменту.

Буду

мо всь координат. По ос абсцис вдклада

мо кут повороту механзму, та прорахову

мо аналогчно як в пункт 1.8. З отриманих точок проводимо промен, на яких вдклада

мо приведений момент перерахований в графчний аналог:

З'

днавши отриман точки ми отриму

мо графк приведеного моменту вд сил Q, МQ= ().

Методом графчного нтегрування графка приведеного моменту, отриму

мо графк робт сил Q, AQ= (). З'

днавши початок кнець останнього, отриму

мо графк робт рушйних сил Aр= (). Графчно диференцюючи графк Aр= (), отриму

мо графк моментв рушйних сил Мр= ().

Згдно з формулою кнетична енергя дорвню

рзниц робт сил Q рушйних сил, тобто:

На графку робт замря

мо рзницю мж графками AQ= () та Aр= (). Цю рзницю наносимо на вдповдн промен системи координат. З'

днавши отриман точки отриму

мо графк змни кнетично

2.5 Побудова графка Jпр=().

Проведемо розрахунок для першого положення механзму.

Визнача

мо осьовий момент нерцÿ ланок

, так як довжина ₃ змню

ться, тому для кожного положення його розрахову

мо окремо, результати заносимо в таблицю № 4.>

Визнача

мо швидксть центрв мас ланок:

Аналогчно швидксть центрв мас ланок раху

мо для нших положень механзму, результати зарахову

мо в таблицю № 3.

Таблиця №3

Визнача

мо кнетичну енергю механзму:

де: Е₁ - кнетична енергя ланки №1;

Е₂ - кнетична енергя ланки №2;

Е₃ - кнетична енергя ланки №3;

Е₄ - кнетична енергя ланки №4;

Е₅ - кнетична енергя ланки №5.

Визнача

мо приведений осьовий момент нерцÿ:

Результати розрахункв для нших положень механзму проводимо аналогчно, результати заносимо в таблицю №4.

Таблиця №4

Визнача

мо масштабний коефцúнт:

де: Y₂ - вдстань на ос абсцис вдповдаюча даному осьовому моменту.

Перерахову

мо с отриман осьов моменти нерцÿ в графчн аналоги:

Буду

мо систему координат. По ос ординат вдмча

мо кут повороту механзму, по ос абсцис на променях проведених з точок кута повороту проводимо графчн аналоги приведеного осьового моменту. З'

дну

мо отриман точки отриму

мо графк приведеного моменту Jпр=().

2.6 Побудова даграми енергомас.

Буду

мо всь координат. До ц㺿 вс проводимо промен з графка приведеного осьового моменту Jпр=() змни кнетично

3. Проектування профлю кулачкового механзму.

3.1 Вихдн данн.

<

<

мал. 6).

_п - 90 (фаза пдьому штовхача);

_с - 30 (фаза далекого стояння);

_о - 160 (фаза спускання);

- 85 ¹/_С (кутова швидксть);

- 35 (кут тиску);

h - 30 мм (хд штовхача).