Курсовая работа: Проектирование зубчатого и кулачкового механизмов
Передаточное отношение в
обращенном механизме:
С другой стороны
Тогда
Таким образом, получаем:
;
;
Чтобы найти ω4,
определим передаточное отношение :
с другой стороны
Таким образом, получаем
Сравнение угловых
скоростей, полученных аналитически и графически, представлено в таблице 3.6.
Таблица 1.5 – Сравнение
данных аналитического и графического методов
Метод определения |
ω1, рад/с
|
ω2,3, рад/с
|
ω4, рад/с
|
ωН, рад/с
|
Аналитический |
|
|
|
|
Графический |
|
|
|
|
Расхождение, % |
0 |
0, 02 |
0,01 |
0,01 |
2 СИНТЕЗ КУЛАЧКОВОГО
МЕХАНИЗМА С ВРАЩАТЕЛЬНЫМ ДВИЖЕНИЕМ
Исходные данные:
Длина коромысла
кулачкового механизма h=74мм
Фазовые углы поворота
кулачка:
Угол удаления jу=100°
Угол дальнего стояния jд.с=40°
Угол возврата jв=70°
Рис.4. Схема кулачкового механизма
2.1 Расчет законов
движения толкателя и построение их графиков
Закон изменения аналога
ускорения поступательно движущегося толкателя на этапе удаления и возвращения
задан в виде отрезков наклонных прямых.
В данном случае на этапе
удаления
Интегрируя получаем выражение
аналога скорости
и перемещения толкателя
Постоянные интегрирования
С1 и С2 определяем из начальных условий: при и , следовательно, С1
= 0 и С2 = 0.
При имеем , поэтому из выражения
получаем:
Подставив найденное
значение а1 в выражение окончательно получаем:
Аналогичным образом,
введя новую переменную получаем закон изменения аналога
ускорения на этапе возвращения в виде Интегрируя последовательно
получим:
Постоянные С3
и С4 определяются из начальных условий: при и , следовательно, С3 = 0
и С4 = Н. Когда , поэтому Таким образом, для этапа
возвращения имеем:
На этапе удаления
записываем уравнение для определения перемещения, аналог скорости и ускорения
толкателя:
На этапе возвращения
По найденным выражениям
вычисляются значения перемещения, аналогов скорости и ускорения толкателя.
Результаты вычислений представим в виде таблицы 3.1. В данной курсовой работе
углы удаления jу и возвращения jв разбивались на 10 равных интервалов каждый. Целесообразно
определить максимальные значения скорости и ускорения толкателя на этапах
удаления и возвращения. Для этого находим угловую скорость кулачка
Далее определяем максимальные значения скорости и
ускорения толкателя: на этапе удаления:
На этапе возвращения
Таблица 2.1 – Значения
параметров движения поступательно движущегося толкателя
На этапе удаления |
|
Положение |
|
|
|
|
|
|
0 |
0,0 |
0 |
0,0972 |
0,0000 |
0.0000 |
|
1 |
10,0 |
0.1 |
0,0972 |
0,0170 |
0.0015 |
|
2 |
20,0 |
0.2 |
0,0972 |
0,0339 |
0.0059 |
|
3 |
30,0 |
0.3 |
0,0972 |
0,0509 |
0.0133 |
|
4 |
40,0 |
0.4 |
0,0972 |
0,0678 |
0.0237 |
|
5 |
50,0 |
0.5 |
-0,0972 |
0.0848 |
0.0370 |
|
6 |
60,0 |
0.6 |
-0,0972 |
0.0678 |
0.0503 |
|
7 |
70,0 |
0.7 |
-0,0972 |
0.0509 |
0.0607 |
|
8 |
80,0 |
0.8 |
-0,0972 |
0.0339 |
0.0681 |
|
9 |
90,0 |
0.9 |
-0,0972 |
0.0170 |
0.0725 |
|
10 |
100,0 |
1 |
-0,0972 |
0.0000 |
0.0740 |
|
На этапе возвращения |
Положение |
|
|
|
|
|
|
11 |
140 |
0 |
-0.1983 |
0.0000 |
0.0740 |
|
12 |
147 |
0.1 |
-0.1983 |
-0.0242 |
0.0725 |
|
13 |
154 |
0.2 |
-0.1983 |
-0.0485 |
0.0681 |
|
14 |
161 |
0.3 |
-0.1983 |
-0.0727 |
0.0607 |
|
15 |
168 |
0.4 |
-0.1983 |
-0.0969 |
0.0503 |
|
16 |
175 |
0.5 |
0.1983 |
-0.1211 |
0.0370 |
|
17 |
182 |
0.6 |
0.1983 |
-0.0969 |
0.0237 |
|
18 |
186 |
0.7 |
0.1983 |
0.0727 |
0.0133 |
|
19 |
196 |
0.8 |
0.1983 |
-0.0485 |
0.0059 |
|
20 |
203 |
0.9 |
0.1983 |
-0.0242 |
0.0015 |
|
21 |
210 |
1 |
0.1983 |
0.0000 |
0.0000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.2 Построение профилей
кулачка
Центровой профиль кулачка
строится методом обращения движения. Кулачек останавливается, а толкатель
совершает плоскопараллельное движение. В первую очередь я перенес десять
положений толкателя с этапа определения минимального радиуса центрового профиля
кулачка. Затем провел окружность радиуса r0 =0.5*h=0.5*82=41 с центром в точке О.
Принимаем r0=42. Далее от луча А0O в направлении, противоположном
действительному вращению кулачка отложил последовательно углы φу,
φд, φв. Затем эти углы делятся на десять равных
частей. Через каждую точку 1/,2/,3/ … n/
проводятся дуги радиуса А0В0. Через каждую точку Вi
проводится дуга окружности с центром в точке О до пересечения с дугой
проведенной из каждой Аi.
Точки пересечения B/1,B/2… B/n
являются точками центрового профиля кулачка, они соединяются плавной
кривой. Для получения практического профиля кулачка проводят радиусом ролика rрол=0.2*r0=0.2*42=8,4 , множество окружностей с центрами в точках
центрового профиля. Огибающие кривые семейства этих окружностей дают профили
пазового кулачка. Радиус ролика выбирается самостоятельно.
ВЫВОДЫ
В курсовом проекте для
расчета механизмов использовано два метода:
1) аналитический;
2) графический;
Аналитический метод
позволяет нам более точно произвести расчет величин. Суть этого метода состоит
в выполнении расчета по формулам. Но у этого метода есть свой недостаток: он
требует большего внимания и времени, в отличие от графического метода.
Графический метод
значительно проще. Он занимает меньше времени на вычислении искомых величин.
Графический метод нагляден, но он имеет большую погрешность, чем аналитический.
В первой части был выполнен синтез зубчатой
передачи: расчитаны параметры зубчатого зацепления,
постоена картина зубчатого зацепления
одной зубчатой передачи, построен
планетарний механизм с
расчётам его линейных и угловых скоростей графическим и аналитическим методами с допустимою погрешностью не более 5%.
В третьей части был выполнен анализ кулачкового механизма,
построены графики ускорений, скоростей
и угла поворота толкателя. Начерчена
кинематическая схема кулачкового механизма.
Для того чтобы
проконтролировать точность измерений и расчетов в курсовом проекте применялись
программы для ПК: ТММ.ЕХЕ.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК
1.
Гордиенко Э.Л., Кондрахин П.М., Стойко В.П.
Методические указания и
программы к кинематическому расчету механизмов на ПМК типа «Электроника» - Донецк: ДПИ, 1991. – 44 с.
2.
Кондрахин
П.М., Гордиенко Э.Л., Кучер В.С. и др. Методические указания по проектированию
и динамическому анализу механизмов
– Донецк: ДонНТУ, 2005. – 47 с.
3.
Кучер В.С.,
Гордиенко Э.Л., Пархоменко В.Г. Методические указания к проектированию
кулачковых механизмов – Донецк, 2003. – 30 с.
4.
Мазуренко
В.В. Методичні вказівки до оформлення курсових проектів (робіт) – Донецьк: ДонДТУ, 2000. – 15 с
|