|
Рефераты |
Механизм поперечно-строгального станкаМеханизм поперечно-строгального станкаКафедра «Основы проектирования машин» Курсовая работа Поперечно-строгальный станок Содержание 1. Кинематический анализ рычажного механизма 1.1 Структурный анализ механизма 1.2 Определение недостающих размеров 1.3 Определение скоростей точек механизма 1.4 Определение ускорений точек механизма 1.5 Определение угловых скоростей и ускорений звеньев 1.6 Диаграммы движения выходного звена 1.7 Аналитический метод анализа рычажного механизма 2. Силовой анализ рычажного механизма 2.1 Определение сил инерции 2.2 Расчёт диады 4-5 2.3 Расчёт диады 2-3 2.4 Расчёт кривошипа 2.5 Определение уравновешивающей силы методом рычага Жуковского 2.6 Определение мощностей 2.7 Определение кинетической энергии и приведенного момента инерции механизма 2.8 Определение сил инерции 3. Геометрический расчёт прямозубой передачи. Проектирование планетарного редуктора 3.1 Геометрический расчёт прямозубой передачи 3.2 Синтез и анализ комбинированного зубчатого механизма 3.3 Построение плана скоростей и частот вращения звеньев зубчатого механизма Список литературы 1. Кинематический анализ рычажного механизма Исходные данные: Ход долбяка:____________________ H=320 мм Коэффициент производительности:_ K=1,3 Отношения длин звеньев :_________ О2О3/BO3=1,25; BC/BO3=1,8 Частота вращения кривошипа :_____ n =97 об/мин 1.1 Структурный анализ механизма Степень подвижности механизма: Для определения степени подвижности механизма воспользуемся формулой Чебышева. W = 3k - 2p1 - p2 где k -число подвижных звеньев; p1 -число одноподвижных кинематических пар; p2 -число двухподвижных кинематических пар; Для данного механизма: k = 5; p1 = 7; p2 = 0. Тогда W = 3 · 5 - 2 · 7 - 0 = 1 Разложение механизма на структурные группы Ассура : Формула строения механизма : I(0,1)II(2,3)II(4,5) Вывод: механизм II класса. 1.2 Определение недостающих размеров Угол размаха кулисы: ? = 180?·(k-1)/(k+1) = 180?·(1,3-1)/(1,3+1) = 23028I Угол рабочего хода: ?px = ? +1800 = 203? Угол холостого хода: ?xx =1800- ? = 154? O3B=160/sin11o=786.8mm O2O3=983.5 mm Масштабный коэффициент построения схемы: Kl = lO1A / O1A = 0,113 / 113 = 0,001 Строим 12 планов механизма, приняв за начало отсчёта крайнее положение, соответствующее началу рабочего хода механизма. 1.3 Определение скоростей точек механизма Определим угловую скорость ?1 кривошипа по формуле : ?1 = (? · nкр) / 30? = (3,14 · 132) / 30? = 13,816 рад/с Определяем скорость точки А : VA = ?1 · lO1A = 13,816 · 0,113 = 1,561 m/c Масштабный коэффициент для плана скоростей : KV = VA / PVA =1,561 / 50 = 0,003 m/c·mm Для точки А' (внутренней пары диады) напишем систему уравнений : VA' = VA + VA'A VA' = VO2 + VA'O2 Эту систему решаем графически: VA' = KV · PVA = 0,003 · 50 = 1,5 m/c Скорость точки В находим методом подобия. Для этого составляем пропорцию : PVB / PVA' = O2B / O2A' PVB = (O2B / O2A') · PVA' = (70 / 147) · 50 = 23,8 mm Абсолютная величина скорости точки B: VB = KV · PVB = 0,003 · 23,8 = 0,0714 m/c Скорость точки С определяем графически, решая систему уравнений : VC = VB + VBC VC =VO2 + VO2B VC = KV · PVC = 0,003 · 24 = 0,072 m/c 1.4 Определение ускорений точек механизма Ускорение точки А : aA = an = ?12 · lO1A = 13,8162 · 0,113 = 0,2157 m/c2 aA направлен по кривошипу к центру вращения O1 Масштабный коэффициент для плана ускорений : KA = aA / PAA = 0,2157 / 50 = 0,004 m/c2mm Для точки А' напишем систему уравнений : aA' = aA + akA'A + a?A'A aA' = aO2 + anA'O2 + a?A'O2 Ускорения aA'A и aA'O2 раскладываем на составляющие : akA'A = 2VA'A · ?3 = 2 · 0,15 · 1,02 = 0,306 m/c2 anA'O2 = V2A'O2 / lA'O2 = 0,153 m/c2 a?A'A = 0 (так как движение камня по кулисе прямолинейное); Величина PaakA'A = akA'A / KA = 0,0306 / 0,004 = 7,7 mm PaanA'O2 = anA'O2 / KA = 0,153 / 0,004 = 38,25 mm Далее ускорение точки А' находим графически: aA' = PAA' · KA = 50 · 0,004 = 0,2 m/c2 Ускорение точки В находим методом подобия: PAB / PAA' = O2B / O2A' PAB = (O2B / O2A') · PAA' = (70 / 147) · 50 = 23,8 mm Абсолютная величина ускорения точки B: aB = PAB · KA =23,8 · 0,004 = 0,095 m/c2 Ускорение точки С определяем графически, решая систему уравнений : aC = aB + aBC + a?B aC = aO2 + aO2C + anB anB = V2B / lO2B = 0,07142 / 0,07 = 0,0728 m/c2 a?B = P?AB · KA = 40 · 0,004 = 0,16 m/c2 Абсолютная величина ускорения точки С равна: aC = PAC · KA = 58 · 0,004 = 0,232 m/c2 1.5 Определение угловых скоростей и ускорений звеньев. ?1 = ( ? · nкр ) / 30? = ( 3,14 · 132 ) / 30 = 13,8 рад/с ?3 = VA' / lO2A' = 1,5 / 0,147 = 10,2 рад/с ?4 = VBC / lBC = 2,33 / 0,21 = 11,1 рад/с ?3 = a?A'O2 / lA'O2 = 0,022 / 0,147 = 0,15 рад/с2 ?4 = a?ВС / lBC = 0,16 / 0,21 = 0,76 рад/с2
1.6 Диаграммы движения выходного звена Диаграмму перемещения S-t строим, используя полученную из плана положений механизма траекторию движения точки С. Диаграммы скоростей V-t и ускорений a-t строим методом хорд. Масштабные коэффициенты диаграмм : KL = 0,001 m/mm KT = 0,005 c/mm KV = 0,003 m/c·mm KA = 0,004 m/c·mm2 1.7 Аналитический метод анализа рычажного механизма Положение точки А определяется уравнениями : ХA = r · Sin( f ); YA = e + r · cos( f ). Угол размаха кулисы можно определить по уравнению : f = arctg ( XA / YA ). Скорость точки А1 , принадлежащей кривошипу 1 равна : V = ?1 · r. Скорость точки А3, принадлежащей кулисе 3 равна : V = V · Cos( f - f3 ) = ?1 · r · Cos( f - f3 ). Расстояние AB=XA +YA=r · Sin(f) +e+2 · e · r · Cos(f)+r · Cos(f)=r+e+2 · e · r · cos( f ). Угловая скорость кулисы : ? = ?кр·?·(?+cos(f)) / (1+2?cos(f)+?2) Продифференцируем предыдущее уравнение по времени : ? = ?2кр·a·r·((a2-r2)sin(f)) / (a2 + 2a·r·cos(f) + r2)2 Перемещение долбяка 5 : X = r1 · Cos( f ) + l · Cos( arcsin((lO2B·sin (f))/lBC)). Угол определим по формуле : cos (f) = r/a Скорость долбяка 5 определяется по формуле : V = r·?кр(sin(f) + 1/2·?·sin2(f)) Ускорение долбяка 5: a = r·?2кр·(cos(f)+ ?cos2(f)) Составляем программу для вычисления скоростей и ускорений долбяка 5 и для построения диаграмм скорости и ускорения долбяка 5. Sub tron() Dim a, e, h, r, n, w, fi, w1, alf As Double Worksheets(1).Activate a = Range("b2").Value r = Range("b3").Value n = Range("b4").Value w1 = 3.14159265358979 * n / 30 alf = 0 h = 30 * 3.14159265358979 / 180 For n = 1 To Range("c2:c14").Count F = Atn(r * Sin(alf) / (a + r * Cos(alf))) fi = (180 / 3.14159265358979) * F w = w1 * r * (r + a * Cos(alf)) / (a ^ 2 + 2 * a * r * Cos(alf) + r ^ 2) e = w1 ^ 2 * a * r * (a ^ 2 - r ^ 2) * Sin(alf) / ((a ^ 2 + 2 * a * r * Cos(alf) + r ^ 2) ^ 2) Range("c2:c14").Cells(n, 1) = fi Range("c2:c14").Cells(n, 2) = w Range("c2:c14").Cells(n, 3) = e alfa = alf * 180 / 3.14159265358979 Range("c2:c14").Cells(n, 4) = alfa alf = alf + h Next n End Sub 2. Силовой анализ рычажного механизма 2.1 Определение сил инерции Исходные данные : Масса кулисы 3 : m = 30 кг ; Масса шатуна 4 : m = 10 кг ; Масса долбяка 5 : m = 72 кг ; Определяем веса звеньев : G3' = m3' · g = 11,5 · 9,8 = 112,8519 H ; G3” = m3” · g = 18,4845 · 9,8 = 181,104 H ; G4 = m4 · g = 10 · 9,8 = 98 H ; G5 = m5 · g = 72 · 9,8 = 705,6 H . Сила полезного сопротивления : Q = 2000 H. Вычисляем силы инерции : U3' = m3' · aS3' = 18,4845*2,56375 = 47,3896 H ; U3” = m3“ · aS3“ = 11,5155*1,5875 = 18,28 H ; U4 = m4 · aS4 = 10 · 2,3 = 23 H ; U5 = m5 · aS5 = 72· 0,92= 66,24 H ; 2.2 Расчёт диады 4-5 Составляем уравнение равновесия диады: ? P (4 ;5) = 0 ; R50 + Q + U5 + G5 + U4 + G4 + R?43 + Rn43 =0 Составим сумму моментов сил звена 4: ? MC ( зв.4 ) = 0 G4 · hG4 + U4 · hU4 - R?43 · lBC = 0; R?43 = ( G4 · hG4 + U4 · hU4 ) / lBC = ( 800 · 0,052 + 14,4 · 0,131 ) / 0,21 = 57,815 (Н) Строим план сил диады 4-5 в масштабе: Kp = Q/Q = 2000 / 200 = 10 H/мм ; Считаем отрезки плана сил в мм. Q = 2000 / 10 = 200 (мм); G5 = 705,6 / 10 = 70,56 (мм); U5 = 66,24 / 10 = 6,624 (мм); G4 = 98 / 10 =9,8 (мм); U4 = 23 / 10 = 2,3 (мм); Из плана сил определяем реакции R43 = R43 · Kр = 209,92 · 10 = 2099,2 Н R50 = R50 · Kр = 104,86 · 10 = 1048,6 Н 2.3 Расчет диады 2-3 Составляем уравнение равновесия диады: ? P (2 ;3) = 0 ; R21 + G'3 + U'3 + G”3 + U”3 + R43 + R30 = 0 Составим сумму моментов сил звена 3: ? MO2 (зв.3) = 0 - R21 · lAO2 - U'3 · hU'3 + G'3 · hG'3 + G”3 · hG”3 + R34 · lO2B = 0 R21 = (- U'3 · hU'3 + G'3 · hG'3 + G”3 · hG”3 + R34 · lO2B) / lAO2 = 1403,367 (H) Строим план сил диады 2-3, считаем отрезки плана сил: R34 = R34 / Kp =10100 / 100 = 101 mm; U”3 = 0,32 / 100 = 0,0032 mm; G”3 = 20 / 100 = 0,2 mm; G'3 = 50 / 100 = 0,5 mm; U'3 = 0,7 / 100 = 0,007 mm; R21 = 4820,48 / 100 = 48,2 mm Из плана сил определяем реакции R30 = R30 · Kp = 104 · 100 = 684 (H) Внутреннюю силу R23 находим из условия равновесия ползуна ? P(2) = 0 R23 + R21 = 0 => R23 = - R21 R23 = 1403,367 (H) Расчет кривошипа Составим уравнение равновесия кривошипа ? P = 0 Py + P12 + R10 = 0 Составим сумму моментов сил звена 1 ? MO1(зв.1) = 0 Py = 1382,928 (H) Строим план сил, считаем отрезки сил 2.5 Определение уравновешивающей силы методом рычага Жуковского Построим повёрнутый на 90 градусов (в нашем случае против часовой стрелки) план скоростей и к нему приложим все внешние силы, действующие на механизм. Составим уравнение моментов относительно полюса : ? Mp = 0 ; U3 · hU3 - U4 · hU4 - G3 · hG3 - G4 · hG4 - (Q + U5 + G5) · (h(Q + U5 + G5)) - P'y · PVa3 = 0 Отсюда P'y = 1394,788 (H) Определяем погрешность : S = (P'y - Py) / P'y · 100% = 0,85% 2.6 Определение мощностей Определяем потери мощности на трение в кинематических парах. Мощность от силы в поступательных парах : Nп = f · R · Vотн . N23 = f · R23 · VA'A = 4820,48 · 0,16 · 0,015 = 11,57 (Вт) N50 = f · R50 · VC = 0,16 · 3300 · 0,072 = 38 (Вт) Мощность привода, затрачиваемая на преодоление полезной нагрузки NA = Q · VC = 7500 · 0,072 = 540 (Вт) Потери на мощность во вращательных парах : Nвр = f `·R · r · ?ОТН N10 = R10 · f' · (?1 -?0) · r = 500 · 0,24 · 13,8 · 0,02 = 33,12 Вт N30 = R30 · f' · (?3 -?0) · r = 10400 · 0,24 · 10,2 · 0,02 = 509,2 Вт N34 = R34 · f' · (?3 -?4) · r = 10100 · 0,24 · 10,2 · 0,02 = 494,5 Вт где f - коэффициент трения скольжения ; f `= (1,2...1,5) · f - коэффициент трения скольжения приведенный ; R - реакция в кинематической паре ; r - радиус цапфы вала ; Vотн и ?ОТН - относительные линейная и угловая скорости звеньев, образующих пару ; f = 0,16 f ` = 0,24 r = 0,02 m Суммарная мощность : NТР = N10 + N12 + N23 + N34 + N45 + N30 = 1086,4 Мощность привода на преодоление полезной нагрузки : N = Q · Vв = 7500 · 0,0714 = 535,5 (Вт) . Мгновенная потребная мощность двигателя : N = Npy + Nтр ; N = 540 + 1086,4 = 1626,4 (Вт) 2.7 Определение кинетической энергии и приведенного момента инерции механизма Кинетическая энергия механизма равна сумме кинетических энергий звеньев, составляющих механизм, и рассчитывается для 3-го положения. Тмeх = ? Тi = Т3 + Т4 + Т5 Кинетическая энергия звена 3 рассчитывается по формуле : Т3 = (J3 · ?3)/2 ; J3 = J3' + J3''; J3' = (m3' · O2A3)/3 = (5 · 0,147 )/3 = 0,245 кг·м ; J3'' = (m3'' · O2B )/3 = (2 · 0,07 )/3 = 0,047 кг·м ; J3 = 0,245 + 0,047 = 0,292 кг·м ; Т3 = (0,292 · 10,2 )/2 = 1,5 Дж; Кинетическая энергия звена 4 рассчитывается по формуле : Т4 = (J4 · ?4 )/2 + (m4 · V )/2 ; J4 = (m4 · BC )/12 = (80·0,21 )/12 = 1,4 кг·м ; V = ?4 · BC/2 = 11,1·0,21/2 = 1,17 м/с ; T4 = (1,4·11,1 )/2 + (80·1,17 )/2 = 54,57 Дж ; Движение звена 5 рассматриваем как поступательное. Кинетическая энергия : Т5 = (m5 · Vc )/2 = (140· 0,072 )/2 = 5,04 Дж ; Тмех = Т3 + Т4 + Т5 = 1,5 + 54,57 + 5,04 = 61,11 Дж . За звено приведения принимаем кривошип. Jпр = (2·Tмех)/?1 = (2·61,11)/13,816 = 8,85 кг·м ; 2.8 Определение сил инерции Для аналитического вычисления сил инерции воспользуемся аналитическим расчётом рычажного механизма. Ускорение ?3 = a?A3O2 / lO2A = 12 · KA / 0,147 = 0,327 ?4 = a?CB / lCB = 40 · KA / 0,21 = 0,762 Момент М = J · ? H·м ; Момент инерции J'3 = ((m · 02A2) / 12) = 0,009 кг·м; J”3 = 0,00082 кг·м J4 = 0,294 кг·м Тогда М'3 = 0,009 · 0,327 = 0,003 H·м . М”3 =0,00082 · 0,327 = 0,00027 H·м M4 = 0,294 · 0,762 = 0,224 Н·м Составим программу: Sub analit() f0 = 0.24 w1 = 13.8 e1 = 0 n = 12 l1 = 0.035 l2 = 0.21 l3 = 0.07 l4 = 0.147 h = 0.14 m2 = 7 m3 = 80 m5 = 140 lk = 0.37 Worksheets(1).Range("a1") = "результаты аналитического расчета" Worksheets(1).Range("a2") = "начальные параметры" Worksheets(1).Range("a3") = "f0" Worksheets(1).Range("b3") = f0 Worksheets(1).Range("a4") = "w1" Worksheets(1).Range("b4") = w1 Worksheets(1).Range("a5") = "e1" Worksheets(1).Range("b5") = e1 Worksheets(1).Range("a6") = "полученные значения" Worksheets(1).Range("a7") = "N" Worksheets(1).Range("b7") = "S" Worksheets(1).Range("c7") = "V" Worksheets(1).Range("d7") = "a" df = 2 * 3.14 / n f1 = f0 + df For i = 0 To n f1 = f1 - df Worksheets(1).Cells(i + 8, 1).Value = i 'определение углов поворота a = l1 * Cos(f1) + 14 b = l1 * Sin(f1) aa = (a ^ 2 + b ^ 2 + l2 ^ 2 - l3 ^ 2) / (2 * a * l2) bb = b / a 'определение угла f2 cf2 = -((aa + bb * ((1 - aa ^ 2 + bb ^ 2))) ^ 0.5) / (1 + bb ^ 2) tf2 = (1 / ((cf2 ^ 2) - 1)) ^ 0.5 f2 = Atn(tf2) If cf2 < 0 Then tf2 = -tf2 f2 = Atn(tf2) + 3.14 End If 'определение угла f3 cf3 = (a + l2 * cf2) / l3 tf3 = (1 / ((cf3 ^ 2) - 1)) ^ 0.5 f3 = Atn(tf3) If cf3 < 0 Then tf3 = -tf3 f3 = Atn(tf3) + 3.14 End If 'определение угловых скоростей i31 = (l1 * Sin(f1 - f2)) / (l3 * Sin(f3 - f2)) i21 = -(l1 * Sin(f1 - f3)) / (l2 * Sin(f2 - f3)) w3 = w1 * i31 w2 = w1 * i21 'определение угловых ускорений i131 = (l1 * Cos(f1 - f2) + i21 ^ 2 * l2 - i31 ^ 2 * l3 * Cos(f3 - f2)) / (l3 * Sin(f3 - f2)) i121 = -(l1 * Cos(f1 - f3) - i31 ^ 2 * l3 + i21 ^ 2 * l2 * Cos(f2 - f3)) / (l2 * Sin(f2 - f3)) e3 = w1 ^ 2 * i131 + e1 * i31 e2 = w1 ^ 2 * i121 + e1 * i21 'определение перемещения питателя s = h * (Tan(0.261666) - Tan(f3 - 1.57)) Worksheets(1).Cells(i + 8, 2).Value = s 'определение скорости питателя v = h * w3 / ((Cos(f3 - 1.57)) ^ 2) Worksheets(1).Cells(i + 8, 3).Value = v 'определение ускорения питателя usk = -h * (e3 * Cos(f3 - 1.57) + 2 * w3 ^ 2 * Sin(f3 - 1.57)) / ((Cos(f3 - 1.57)) ^ 3) Worksheets(1).Cells(i + 8, 4).Value = usk 'определение ускорений звеньев a1n = w1 ^ 2 * l1 a2n = w2 ^ 2 * l2 / 2 a2t = e2 * l2 / 2 a2 = ((a1n * Cos(f1) + a2n * Cos(f2) + a2t * Cos(f2 - 1.57)) ^ 2 + (a1n * Sin(f1) + a2n * Sin(f2) + a2t * Sin(f2 - 1.57)) ^ 2) ^ 0.5 a3n = w3 ^ 2 * (lk / 2 - l3) a3t = e3 * (lk / 2 - l3) a3 = (a3n ^ 2 + a3t ^ 2) ^ 0.5 a5 = usk 'определение сил и моментов инерции Worksheets(2).Cells(i + 8, 1).Value = i u3 = -m3 * a3 Worksheets(2).Cells(i + 8, 2).Value = u3 mu3 = -m3 * l3 ^ 2 * e3 / 12 Worksheets(2).Cells(i + 8, 3).Value = mu3 u4 = -m4 * a4 Worksheets(2).Cells(i + 8, 4).Value = u4 mu4 = -m4 * lk ^ 2 * e4 / 12 Worksheets(2).Cells(i + 8, 5).Value = mu4 u5 = -m5 * a5 Worksheets(2).Cells(i + 8, 6).Value = u5 Next i Worksheets(2).Range("a1") = "результаты аналитического расчета" Worksheets(2).Range("a2") = "начальные параметры" Worksheets(2).Range("a3") = "m3" Worksheets(2).Range("b3") = m3 Worksheets(2).Range("a4") = "m4" Worksheets(2).Range("b4") = m4 Worksheets(2).Range("a5") = "m5" Worksheets(2).Range("b5") = m5 Worksheets(2).Range("a6") = "полученные значения" Worksheets(2).Range("a7") = "N" Worksheets(2).Range("b7") = "u3" Worksheets(2).Range("c7") = "mu3" Worksheets(2).Range("d7") = "u4" Worksheets(2).Range("e7") = "mu4" Worksheets(2).Range("f7") = "u5" End Sub 3. Геометрический расчёт прямозубой передачи. Проектирование планетарного редуктора 3.1 Геометрический расчёт прямозубой передачи Исходные данные : Число зубьев шестерни : Z5 = 12. Число зубьев колеса : Z6 = 30. Модуль зубчатых колёс : m = 6. Коэффициент высоты головки : ha* = 1. Коэффициент радиального зазора : с* = 0,25. Zсум = Z5 + Z6 = 12 + 30 = 42 > 34, =>, коэффициент смещения шестерни определяется по формуле : Х5 = (17 - Z5)/17 =(17 - 12)/17 = 0,294 а коэффициент смещения колеса : X6 = - Х5 = -0,294 Угол профиля исходного профиля = 20? . Делительное межосевое расстояние : а = 0,5 · m · Zсум.= 0,5 · 6 · 42 = 126 mm Коэффициент воспринимаемого смещения: y = 0. Коэффициент уравнительного смещения: y = 0. Делительная высота головки зуба : ha5 = m · (ha* + X5) = 6 · (1+0,294) = 7,764 мм ha6 = m · (ha* + X6) = 6 · (1-0,294) = 4,236 мм Делительная высота ножки зуба : hf5 = m · (ha* + c* - X5) = 6 · (1+0,25-0,294) = 5,736 mm hf6 = m · (ha* + c* - X6) = 6 · (1+0,25+0,294) = 9,264 mm Высота зуба : h = 2,25 · m = 2,25 · 6 = 13,5 мм Делительный диаметр : d5 = m · Z5 = 6 · 12 = 72мм d6 = m · Z6 = 6 · 30 =180мм Основной диаметр : db5 = m · Z5 · Cos(?) = 6 · 12 · cos20? = 67,68 mm db6 = m · Z6 · Cos(?) = 6 · 30 · cos20? = 169,2 mm Диаметр вершин : dа5 = m · Z5 + 2 · m · (ha* + X5) = 6 · 12 + 2 · 6(1+0,294) = 87,528 mm dа6 = m · Z6 + 2 · m · (ha* + X6) = 6 · 30 + 2 · 6(1-0,294) = 188,472 mm Диаметр впадин : df5 = m · Z5 - 2 · m · (ha* +c* + X5) = 6 · 12 - 2 · 6(1+0,25-0,294) =60,528 mm df6 = m · Z6 - 2 · m · (ha* +c* - X6) = 6 · 30 - 2 · 6(1+0,25-0,294) =161,472 mm Делительная толщина зуба : S5 = 0,5 · ? · m +2 · m · X5 · tg(? ) = 11,67796 mm S6 = 0,5 · ? · m +2 · m · X6 · tg(? ) = 7,16208 mm Толщина зуба по окружности вершин : Sa5 =da5 · ( S5 /d5 + inv20? + inv?a5 ) = 3,862 mm Sa6 =da6 · ( S6 /d6 + inv20? + inv?a6 ) = 3.7862 mm Делительный шаг : P = ? · m = 18.84 mm Оновной шаг : Pb = ? · m · cos? = 3,14 · 6 · 0,94 = 17.71 По результатам расчёта строим картину равносмещённого эвольвентного зацепления. 3.2 Синтез и анализ комбинированного зубчатого механизма Исходные данные : n = 1455 мин-1 ; n = 97 мин-1 ; U16 = “-”; Z5 = 12; Z6 = 30: Общее передаточное отношение привода : U16 = -(nДВ / n6) = -(n1 / n6) = -(1455 / 97) = -(5.31) . Передаточное отношение простой ступени : U56 = -(Z6 / Z5) = -(30/12) . Передаточное отношение планетарной ступени : U1H = U16 / U56 = 6.1263 . Формула Виллиса : UH14 = (n1 - nH)/(n4 - nH) = (U1H -1)/(0-1) = 1- U1H = 1.2 Передаточное отношение U H14 через число зубьев : U H14 = (-Z2/Z1)/(- Z4/ Z3) = (Z2· Z4)/(Z1· Z3) = -(6/5) Из условия соосности определяем неизвестные числа зубьев колёс : Z1 + Z2 = Z3 + Z4 . Принимаем : Z1 = 2 ; Z2 = 1 ; Z3 = 3 ; Z4 = 5 . 2 + 1 = 3 16 3 + 5 = 8 6 В итоге принимаем : Z1 = 32 ; Z2 = 16 ; Z3 = 18 ; Z4 = 30 . 3.3 Построение плана скоростей и частот вращения звеньев зубчатого механизма Диаметры всех колёс : d1 = m·Z1 = 6·32 = 192 мм ; d2 = m·Z2 = 6·16 = 96 мм ; d3 = m·Z3 = 6·18 = 108 мм d4 = m·Z4 = 6·30 = 180 мм d5 = m·Z5 = 6·12 = 72 мм d6 = m·Z6 = 6·30 = 180 мм Принимаем масштабный коэффициент построения схемы механизма : КL = 0,001 м/мм ; Определяем скорость точки, принадлежащей ведущему звену (точка А): Va = ?1 · d = 24 м/с ; Принимаем масштабный коэффициент построения плана скоростей : Кv =0,4 м/(c·мм) ; Выполняем построение плана скоростей. Построение плана частот вращения. Принимаем масштабный коэффициент построения плана частот вращения : Кv =20 мин /мм ; Выполняем построение плана частот вращения. Значения частот, полученных графически : n1 = 24·40 = 960 мин-1 n2 = 262·40 = 10480 мин-1 n3 = 262·40 = 10480 мин-1 n5 = 121·40 = 4840 мин-1 n6 = 37·40 = 1480 мин-1 nH = 121·40 = 4840 мин-1 Составим программу: Sub evol() 'ввод данных z5 = 11 z6 = 45 m = 5 h1 = 1 c = 0.25 Worksheets(3).Range("a1") = "результаты аналитического расчета" Worksheets(3).Range("a2") = "начальные параметры" Worksheets(3).Range("a3") = "z5" Worksheets(3).Range("b3") = z5 Worksheets(3).Range("a4") = "z6" Worksheets(3).Range("b4") = z6 Worksheets(3).Range("a5") = "m" Worksheets(3).Range("b5") = m Worksheets(3).Range("a6") = "h1" Worksheets(3).Range("b6") = h1 Worksheets(3).Range("a7") = "c" Worksheets(3).Range("b7") = c For i = 1 To 21 Worksheets(3).Cells(i + 8, 1).Value = i Next i 'вычисление Worksheets(3).Range("b8") = "полученные значения" Worksheets(3).Range("c8") = "шестерня 5" Worksheets(3).Range("d8") = "колесо 6" Worksheets(3).Range("b9") = "суммарное число зубьев z" z = z5 + z6 Worksheets(3).Range("c9") = z Worksheets(3).Range("b10") = "min коэффициент смещения X" x5 = (17 - z5) / 17 x6 = -x5 Worksheets(3).Range("c10") = x5 Worksheets(3).Range("d10") = x6 Worksheets(3).Range("b11") = "угол профиля исходного контура" v = 20 q = 0.348888 Worksheets(3).Range("c11") = v Worksheets(3).Range("b12") = "делительное межосевое расстояние a" a = 0.5 * m * (z5 + z6) Worksheets(3).Range("c12") = a Worksheets(3).Range("b13") = "inv20" inv = 0.0149 Worksheets(3).Range("c13") = inv Worksheets(3).Range("b14") = "межосевое расстояние aw" Worksheets(3).Range("c14") = a Worksheets(3).Range("b15") = "делительная высота головки зуба ha" ha5 = m * (h1 + x5) ha6 = m * (h1 + x6) Worksheets(3).Range("c15") = ha5 Worksheets(3).Range("d15") = ha6 Worksheets(3).Range("b16") = "делительная высота ножки зуба hf" hf5 = m * (h1 + c - x5) hf6 = m * (h1 + c - x6) Worksheets(3).Range("c16") = hf5 Worksheets(3).Range("d16") = hf6 Worksheets(3).Range("b17") = "высота зуба h" h = ha5 + hf5 Worksheets(3).Range("c17") = h 'диаметры Worksheets(3).Range("b18") = "делительный диаметр d" d5 = m * z5 d6 = m * z6 Worksheets(3).Range("c18") = d5 Worksheets(3).Range("d18") = d6 Worksheets(3).Range("b19") = "основной диаметр db" db5 = m * z5 * Cos(q) db6 = m * z6 * Cos(q) Worksheets(3).Range("c19") = db5 Worksheets(3).Range("d19") = db6 Worksheets(3).Range("b20") = "начальный диаметр dw" dw5 = d5 dw6 = d6 Worksheets(3).Range("c20") = dw5 Worksheets(3).Range("d20") = dw6 Worksheets(3).Range("b21") = "диаметр вершин зубьев da" da5 = m * z5 + 2 * m * (h1 + x5) da6 = m * z6 + 2 * m * (h1 + x6) Worksheets(3).Range("c21") = da5 Worksheets(3).Range("d21") = da6 Worksheets(3).Range("b22") = "диаметр впадин зубьев df" df5 = m * z5 - 2 * m * (h1 + c - x5) df6 = m * z6 - 2 * m * (h1 + c - x6) Worksheets(3).Range("c22") = df5 Worksheets(3).Range("d22") = df6 Worksheets(3).Range("b23") = "делительная толщина зубьев S" s5 = 0.5 * 3.14 * m + 2 * m * x5 * Tan(q) s6 = 0.5 * 3.14 * m + 2 * m * x6 * Tan(q) Worksheets(3).Range("c23") = s5 Worksheets(3).Range("d23") = s6 Worksheets(3).Range("b24") = "основная толщина зубьев Sb" sb5 = db5 * (3.14 / (2 * z5) + 2 * x5 * Tan(q) / z5 + inv) sb6 = db6 * (3.14 / (2 * z6) + 2 * x6 * Tan(q) / z6 + inv) Worksheets(3).Range("c24") = sb5 Worksheets(3).Range("d24") = sb6 Worksheets(3).Range("b25") = "начальная толщина зубьев Sw" sw5 = s5 sw6 = s6 Worksheets(3).Range("c25") = sw5 Worksheets(3).Range("d25") = sw6 Worksheets(3).Range("b26") = "делительный шаг P" p = 3.14 * m Worksheets(3).Range("c26") = p Worksheets(3).Range("b27") = "основной шаг pb" pb = 3.14 * m * Cos(q) Worksheets(3).Range("c27") = pb Worksheets(3).Range("b28") = "радиус кривизны галтели r" r = 0.4 * m Worksheets(3).Range("c28") = r Worksheets(3).Range("b29") = "коэффициент торцевого перекрытия e" t5 = (((da5 / db5) ^ 2) - 1) ^ 0.5 t6 = (((da6 / db6) ^ 2) - 1) ^ 0.5 e = (z5 * t5 + z6 * t6 - (z5 + z6) * Tan(q)) / (2 * 3.14) Worksheets(3).Range("c29") = e End Sub Список литературы 1Алехнович В.М.”Теория механизмов и манипуляторов”. Издательство высшая школа.1985г. 2.Машков А.А.”Теория механизмов и манипуляторов”. Издательство высшая школа.1971г. Приложение
|
|
