Кинетостатический расчет зубчатого механизма

Размещено на http://www.allbest.ru/

Структурный анализ

1) Число подвижных звеньев n =5, и число кинематических пар 5 класса

2) Степень подвижности

W=3n-2P₅-P₄

W=3?5-2?7=1

3) Начальное звено принимаем звено 2

4) Класс механизма будет отнесен к 2 классу, так как он образован 2 группами 2 класса.

Кинематический расчет

Масштабный коэффициент:

План скоростей.

План скоростей построен по векторным равенствам:

,



где V_В - абсолютная скорость точки В;

V_В' - скорость точки В в переносном движении, совпадает по направлению со скоростью точки, лежащей на кулисе, т.е. перпендикулярна кулисе;

V_ВВ' - скорость В относительно точки С. Направление совпадает с прямой, параллельной кулисе;

V_Д - абсолютная скорость точки Д, совпадает по направлению со скоростью точки, лежащей на кулисе, т.е. перпендикулярна кулисе;

V_ДЕ - скорость точки Д относительно точки Е. Направление перпендикулярно прямой СЕ.

V_Е - абсолютная скорость точки Е, движение вместе с главным ползуном по направлению совпадает с прямой, параллельной оси главного ползуна;

Для определения т. Д лежащей на оси составляем пропорцию

V_B= щ_AB ? l_AB

Угловая скорость щ_АВ кривошипа определяется по формуле:

=2n/60= 2?3.14?220/60=23.03 (об/с)

V _B=23.03?0.09=2.07 (м/с)

=V _B / V _B =2.07/180=0.0115 - масштабный коэффициент



Для определения истинных величин скоростей нужно умножить на масштабный коэффициент:

№ поло-жений	Вектор скорости ползуна VВ	Вектор скорости точки VВ'	Вектор скорос- ти VBB'	Вектор скорости VД	Вектор скорости VДЕ	Скорость ползуна VЕ	Расстояние Lав	Угловая скорость
3	2,07	1,9	0,805	1,24	0,5	0,77	0,09	23,03

План ускорений

Векторное равенство:

,

.

-абсолютное ускорение точки В, направление совпадает с прямой параллельной АВ;

-нормальная составляющая переносного ускорения точки B', направление совпадает с прямой параллельной;

- тангенциальная составляющая переносного ускорения. По величине пока не определена, а направление совпадает с перпендикуляром к кулисе;

- относительное ускорение точки В' относительно точки В.

-кориолисово ускорение, направление кориолисова ускорения совпадает с направлением вектора относительной скорости V_BB', повернутого на 90 градусов в сторону переносной угловой скорости, т.е. в сторону щ₄.

-абсолютное ускорение - ускорение главного ползуна.

-абсолютное ускорение точки D.

- относительное ускорение точки D относительно точки Е - прямая перпендикулярна DЕ.

;

;



Для определения истинных величин ускорений нужно умножить на масштабный коэффициент:

№ поло-жений	Вектор ускорения	Ускорение	Нормальное ускорение	Тангенса-льное ускорение	Уско-рение	Уско-рение	Карио- лисовое ускорение	Уско-рение
3	47,7	14,84	13,85	5,3	23,32	9,54	11,75	21,2

Холостой ход

Для определения истинных величин скоростей нужно умножить на масштабный коэффициент:

№ поло-жений	Вектор скорости ползуна VВ	Вектор скорости точки VВ'	Вектор скорос- ти VBB'	Вектор скорости VД	Вектор скорости VДЕ	Скорость ползуна VЕ	Расстояние Lав	Угловая скорость
9	2,07	1.24	1.73	1,87	1.52	2.99	0,09	23,03

УСКОРЕНИЕ:

Составляем пропорцию:

Для определения истинных величин ускорений нужно умножить на масштабный коэффициент:

№ поло-жений	Вектор ускорения	Ускорение	Нормальное ускорение	Тангенса-льное ускорение	Уско-рение	Уско-рение	Карио- лисовое ускорение	Уско-рение
3	47,7	81,35	13,85	79,5	164,3	109,7	38	134,35

Кинетостатический расчет механизма

Определение реакций в кинематических парах группы 5 - 6.

Рассматриваем равновесие группы:

G₅- сила тяжести шатуна звена 5,

G₆ - сила тяжести шатуна 6,

P_и6 -сила инерции шатуна,

P_c.р.х =50 H- сила сопротивления.

Кроме силы на шатун действует еще и момент сил инерции



Тангенциальная составляющая Р45 определяется из суммы моментов сил, действующих на шатун относительно точки F.

Определяем масштаб:

Определяем реакции в кинематических парах группы 3-4.

Равновесие группы:

G4 - сила тяжести кулисы;



Р14 - реакция стойки на кулису;

Р_и4- сила инерции кулисы

Составляем пропорцию для нахождения положения точки S₄:

Точка приложения силы инерции К, определяется по формуле

Р23- реакция кривошипа на ползун 3. Величину можно найти из суммы моментов относительно точки С.

Определяем масштаб:



Определение реакций в кинематических парах исходного механизма группы 1 - 2.

Р₃₂ - реакция ползуна 3 на кривошип. ПО величине равна Р₂₃ и противоположена по направлению.

G₂ - сила тяжести кривошипного колеса

зубчатый механизм кинетостатический скорость

Р₁₂ - реакция стойки на кривошип.

Р_ур - уравновешивающая сила - реакция зуба отброшенной шестерни с числом зубцов Z. Величину можно найти из суммы моментов относительно точки A.

Определяем масштаб:

№ положений	Р12	Р14	Р45	Р23	Рур	Р16
3	440	2300	2350	517,3	511,35	2550

Кинетостатический расчет механизма

(для холостого хода).

Определение реакций в кинематических парах группы 5 - 6.

Рассматриваем равновесие группы:

G₅- сила тяжести шатуна звена 5,

G₆ - сила тяжести шатуна 6,

P_и6 -сила инерции шатуна,

P_c.c.х =35,2H- сила сопротивления.

Кроме силы на шатун действует еще и момент сил инерции

Тангенциальная составляющая Р45 определяется из суммы моментов сил, действующих на шатун относительно точки F.

Знак минус говорит о том, что сила направлена в другую сторону.

Определяем масштаб:

Определяем реакции в кинематических парах группы 3-4.

Равновесие группы:

G4 - сила тяжести кулисы;

Р14 - реакция стойки на кулису;

Р_и4- сила инерции кулисы

Составляем пропорцию для нахождения положения точки S₄:

Точка приложения силы инерции К, определяется по формуле

Р23- реакция кривошипа на ползун 3. Величину можно найти из суммы моментов относительно точки С.

Знак минус говорит о том, что сила направлена в другую сторону.

Определяем масштаб:

Определение реакций в кинематических парах исходного механизма группы 1 - 2.

Р₃₂ - реакция ползуна 3 на кривошип. ПО величине равна Р₂₃ и противоположена по направлению.

G₂ - сила тяжести кривошипного колеса



Р₁₂ - реакция стойки на кривошип.

Р_ур - уравновешивающая сила - реакция зуба отброшенной шестерни с числом зубцов Z. Величину можно найти из суммы моментов относительно точки A.

Определяем масштаб:

№ положений	Р12	Р14	Р45	Р23	Рур	Р16
3	2765	12530	12845	2271	1568	10290

Кинематический анализ зубчатого механизма

Дано: Z1=26, Z3=74, Z4=78, Z5=26, m=2

Найти:,Z6 ,Z2

Выделим на кинематической схеме два контура:

I_к=колеса 1,2,3 и водило Н.

II_к=колеса 4,5,6.

Чтобы определить неизвестные значения чисел зубьев колес, составим условие соосности для каждого контура.

Z2= (Z3- Z2 )/2 =(74-26 )/2 =24

Z6= Z4-2* Z5=78-2*26=26

Так как m=2, то r=z.

Для построения картины скоростей замкнутого дифференциального редуктора, рассмотрим замкнутую ступень: колеса 6,5,4.

Выберем произвольный вектор скорости колеса 5 в точке С.

I_к=W=3n-2P₅-P₄ ; W=3*4-2*4-2=2 ,

механизм дифференциальный.

II_к, замкнутая ступень, последовательное соединение.

W₆ =W_H , W₃ =W₄

По построенной картине мгновенных скоростей построим план угловых скоростей.

По построенному плану угловых скоростей определим передаточное отношение:



Вывод

зубчатый механизм кинетостатический скорость

В ходе выполнения курсового проекта был проведен кинематический анализ механизма и построены планы скоростей и ускорений для рабочего и холостого хода механизма (3и 9положений).

В результате кинетостатического расчета были получены значения реакций кинематических парах и уравновешивающей силы для рабочего и холостого хода механизма (3 и 9положений).

В результате кинематического анализа зубчатого механизма построены картина мгновенных скоростей и план угловых скоростей, также было определено передаточное отношение.



Список использованной литературы

1. Артоболевский И. И. Теория механизмов - М.:Наука,1965 - 520 с.

2. Динамика рычажных механизмов.Ч.1. Кинематический расчет механизмов: Методические указания / Сост.:Л.Е. Белов, Л.С. Столярова - Омск: СибАДИ, 1996 г. 40 с.

3. Динамика рычажных механизмов. Ч.2. Кинетостатика: Методические указания / Сост.:Л.Е. Белов, Л.С. Столярова - Омск: СибАДИ, 1996 г. 24 с.

4. Динамика рычажных механизмов. Ч.3. Примеры кинетостатического расчета: Методические указания / Сост.:Л.Е. Белов, Л.С. Столярова - Омск: СибАДИ, 1996 г. 44 с.

5. Динамика рычажных механизмов. Ч.4.Примеры расчета: Методические указания / Сост.:Л.Е. Белов, Л.С. Столярова - Омск: СибАДИ, 1996 г. 56 с.

6. Корчагин П.А. Теория механизмов и машин: Конспект лекций - Омск: СибАДИ, 1997 г 20 с.

Размещено на Allbest.ru