Завдання
Синтез зубчатого колеса
Підбір чисел зубів ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 3
Розрахунок геометричних параметрів ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
Синтез кулачкового механізму
Інтегрування заданого закону руху ... ... ... ... ... ... 4
Визначення мінімального радіусу ... ... ... ... ... ... ... ... .... 5
Синтез профілю кулачка ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 5
Перевірка працездатності кулачкового механізму ... ... 7
Розрахунок потужності двигуна ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 8
Розрахунково-пояснювальна записка
Кулачковими називаються механізми, які з двох рухомих ланок (кулачка і штовхача) і утворюють між собою вищу пару. Провідним ланкою є кулачок, який рівномірно обертається навколо нерухомої осі (або рухається поступально) і являє собою шайбу змінного радіуса-вектора, відповідну закону руху веденої ланки-штовхача. Штовхач, слідуючи профілем кулачка, рухається поступально або обертається навколо нерухомої осі. Для зменшення тертя між кулачком і штовхачем останній зазвичай забезпечується роликом. Кулачкові механізми прості, компактні, дозволяють перетворювати простий рух провідної ланки в необхідне рух відомого. Завдяки всього вищепереліченого, вони отримали широке застосування в техніці.
Динамічний синтез включає наступні завдання:
визначення мінімального радіуса-вектора кулачка r 0;
профілювання кулачка.
Вирішити ці завдання можна виходячи з динамічних, кінематичних, конструктивних та інших умов.
Динамічні умови зводяться до того, що передача руху відбувається при допустимих кутах тиску у уникнення надмірного зносу або заклинювання механізму.
Кінематичні умови полягають у виконанні необхідних законів руху S = S () або = (), де - кут повороту кулачка, S і - лінійне і кутове переміщення штовхача відповідно.
Підбір чисел зубів
Вихідні дані:
число оборотів кривошипа: n 1 = n кр = 550;
число оборотів п'ятого колеса: n 5 = 49;
число зубів: Z 4 = 16; Z 5 = 26.
Загальне передавальне відношення: ;
; ;
- Передавальне відношення планетарного механізму.
; K - число зовнішніх зачеплень (k = 1).
;
;
;
.
;
;
;
; .
Умова збирання: - Ціле число.
;
; .
Розрахунок геометричних параметрів
Вихідні дані:
модуль зубастих коліс планетарної ступені: m пл.ст. = 2;
модуль зубчастих коліс 4,5: 4,5 = m 8.
;
;
;
;
;
.
Привід кулачка зображений на кресленні «Синтез приводу кулачка».
2.1 Інтегрування заданого закону руху
Вихідні дані:
закон руху штовхача: З 3 - З 4; З 6 - З 8;
кути: 1 = 100 (кут видалення)
2 = 10 (кут далекого стояння)
3 = 1 = 100 (кут повернення)
4 = 360 - 1 - 2 - 3 = 150
Застосовуємо графічний метод інтегрування заданого закону руху (лист 1 креслення «Синтез профілю кулачка»).
Масштаби побудованих діаграм:
масштаб кута повороту кулачка
масштаб переміщення штовхача
;
масштаб аналога швидкості
;
масштаб аналога прискорення
;
2.2 Визначення мінімального радіуса
Вихідні дані:
довжина коромисла: l = 120.
L = 1.1 l = 132; приймемо, що 0 = 17 .
.
2.3 Синтез профілю кулачка
Заповнюємо таблицю 1 наступними фізичними величинами:
- ;
- ;
- ;
- ;
- ;
- ;
- .
Таблиця 1
i | i | i | r i | i | tg i | i | ||
0 | 0,00000 0,0000 | 0,00000 0,0000 | 0,00000 0,0000 | 0,00000 0,0000 | 40,002 | 0,0000 | 0,1499 | 8,525 |
1 | 0,21816 12,4996 | 0,01522 0,8720 | 0,02232 1,2788 | 0,23390 13,4015 | 41,797 | 12,9568 | 0,1932 | 10,935 |
2 | 0,43632 24,9993 | 0,02283 1,3081 | 0,08928 5,1154 | 0,46780 26,8029 | 42,717 | 25,4855 | 0,3703 | 20,319 |
3 | 0,65448 37,4989 | 0,05479 3,1393 | 0,20088 11,5096 | 0,70170 40,2044 | 46,535 | 38,4484 | 0,5967 | 30,825 |
4 | 0,87264 49,9986 | 0,10654 6,1043 | 0,35712 20,4617 | 0,70170 40,2044 | 52,737 | 51,2862 | 0,8319 | 39,757 |
5 | 1,09080 62,4982 | 0,18264 10,4645 | 0,31248 17,9038 | - 0,35085 - 20,1022 | 61,865 | 63,6114 | 0,5528 | 28,934 |
6 | 1,30896 74,9989 | 0,24352 13,9527 | 0,20088 11,5096 | - 0,70170 - 40,2044 | 69,146 | 75,5412 | 0,2441 | 13,718 |
7 | 1,52712 87,4975 | 0,27396 15,6968 | 0,10267 5,8826 | - 0,70170 - 40,2044 | 72,773 | 87,4975 | 0,0396 | 2,268 |
8 | 1,74528 99,9972 | 0,28918 16,5688 | 0,00000 0,0000 | - 0,70170 - 40,2044 | 74,583 | 99,9972 | - 0,1433 | - 8,155 |
9 | 1,96344 112,4968 | 0,28918 16,5688 | 0,00000 0,0000 | - 0,70170 - 40,2044 | 74,583 | 112,4968 | - 0,1433 | - 8,155 |
10 | 2,18160 124,9965 | 0,27396 15,6968 | - 0,10267 - 5,8826 | - 0,70170 - 40,2044 | 72,773 | 126,8176 | - 0,3019 | - 16,799 |
11 | 2,39976 137,4961 | 0,24352 13,9527 | - 0,20088 - 11,5096 | - 0,70170 - 40,2044 | 69,146 | 138,0394 | - 0,4571 | - 24,565 |
12 | 2,61792 149,9958 | 0,18264 10,4645 | - 0,31248 - 17,9038 | - 0,35085 - 20,1022 | 61,865 | 151,1090 | - 0,6612 | - 33,473 |
13 | 2,83608 162,4954 | 0,10654 6,1043 | - 0,35712 - 20,4617 | 0,70170 40,2044 | 52,737 | 163,7831 | - 0,7936 | - 38,436 |
14 | 3,05424 174,9951 | 0,05479 3,1393 | - 0,20088 - 11,5096 | 0,70170 40,2044 | 46,535 | 175,9444 | - 0,4425 | - 23,869 |
15 | 3,27240 187,4947 | 0,02283 1,3081 | - 0,08928 - 5,1154 | 0,46780 26,8029 | 42,717 | 187,9809 | - 0,1348 | - 7,677 |
16 | 3,49056 199,9944 | 0,01522 0,8720 | - 0,02232 - 1,2788 | 0,23390 13,4015 | 41,797 | 200,4520 | 0,0636 | 3,639 |
17 | 3,70872 212,4940 | 0,00000 0,0000 | 0,00000 0,0000 | 0,00000 0,0000 | 40,002 | 212,4940 | 0,1499 | 8,525 |
18 | 3,92688 224,9937 | 0,00000 0,0000 | 0,00000 0,0000 | 0,00000 0,0000 | 40,002 | 224,9937 | 0,1499 | 8,525 |
Приклади розрахунків:
;
;
;
;
2.4 Перевірка працездатності кулачкового механізму
Будуємо залежність = f () (креслення «Перевірка працездатності кулачкового механізму»). Значення беремо з таблиці 1.
2.5 Розрахунок потужності двигуна
Вихідні дані:
число оборотів двигуна: n дв = n 1 = n кр = 550.
Для двигуна змінного струму ; .
;
; ; ;
;