Динамический синтез и анализ плоского механизма. Расчет планетарной ступени и синтез цилиндрической зубчатой передачи эвольвентного профиля. Синтез кулачкового механизма. Графическое интегрирование заданного закона движения. Построение профиля кулачка.
Аннотация к работе
Рационально спроецированная машина должна удовлетворять социальным требованиям - безопасности обслуживания и создания наилучших условий для обслуживания персонала, а также эксплуатационным, экономическим, технологическим и производственным требованиям. Решения этих задач на начальной стадии проектирования состоит в выполнении анализа и синтеза проектируемой машины, а также в разработке ее кинематической схемы, обеспечивающей с достаточным приближением воспроизвести требуемый закон движения. При решении задач проектирования кинематических схем механизмов необходимо учитывать структурные, метрические и динамические условия, обеспечивающие воспроизведения проектируемого механизмом заданного закона движения. При проектировании кулачкового механизма, кроме задачи профилирования кулачка, обеспечивающее воспроизведение заданного закона движения (кинематический синтез), приходится определять еще и рациональные размеры механизма. Исследование механизма рычажного толкателя 1.1 Динамический синтез механизма Построение отдельных положений механизма Для более тщательного исследования механизма разбиваю движение ведущего звена на 12 положений: Построение всех положений представлено в приложении 1. Определение скоростей точек и звеньев При кинематическом исследовании необходимо определить скорости точек, скорости звеньев и их ускорений. За 1 принимаем ном = 4,6рад/с VB= =4,6*0,15=0,7 м/с VC =VB VCB (VCB CB) VF=VD VFD (VDF DF) VC=VE VCE (VCE CE) VF= VF0 VFF0 (VFF0 XX) VC=PC* v VD=PD* v VCB=BC* v VDF=DF* v VS2=PS2* v VS3=PS3* v VS4=PS4* v Полученные данные сводим в таблицу 1.1 кулачковый эвольвентный профиль плоский Таблица 1.1 Линейные и угловые скорости точек, звеньев механизма 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 360 VC, м/с 1.92 4.72 6.8 7.44 6.12 2.88 1.76 6 8.16 6.64 5 1.68 VD, м/с 1.16 2.48 4.08 4.48 3.68 1.72 1.04 3.6 4.88 4 3 1 VF, м/с 1.16 2.8 3.52 4.16 3.32 1.52 0.92 3.36 4.56 4.08 2.96 1 VCB,м/с 7.44 6.6 4.44 1.12 2.32 5.64 7.84 7.92 5.2 0.64 3.6 6.48 VDF,м/с 0 0.16 0.4 0.72 0.8 0.48 0.32 0.8 0.8 0.4 0.12 0 VS2,м/с 3.68 5.12 6.64 7.28 6.56 4.72 3.52 5.32 7.2 6.48 5.92 4.12 VS3,м/с 0.69 2.36 3.4 3.72 3.06 1.44 0.88 3 4.08 3.32 2.5 0.84 VS4,м/с 1.16 2.82 4 4.32 3.48 1.6 1 3.48 4.72 4.12 2.98 1 W2, рад/с 6.2 5.5 3.7 0.93 1.93 4.7 6.53 6.6 4.33 0.53 3 5.4 W3, рад/с 1.48 3.63 5.23 5.72 4.7 2.22 1.35 4.62 6.28 5.1 3.85 1.29 W4 0 0.27 0.67 1.2 1.33 0.8 0.53 1.33 1.33 0.67 0.2 0 Определение приведенного момента инерции Приведенный момент инерции определим по формуле: (1.1) где Jпр - приведенный момент инерции; J - момент инерции; i - угловая скорость i-го звена; - номинальная угловая скорость звена; m - масса i-го звена; Vsi - линейная скорость i-го звена. Полученные данные сводим в таблицу 1.2 Таблица 1.2 Приведенный момент инерции механизма № ?° Jпр, кг·м2 1 0,360 10.77 2 30 11.52 3 60 12.41 4 90 12.84 5 120 12.11 6 150 10.93 7 180 10.74 8 210 12.07 9 240 13.29 10 270 12.35 11 300 11.65 12 330 10.73 Определение приведенного момента сил сопротивления Приведенный момент сил сопротивления , (1.2) где - приведенный момент сил тяжести, , (1.3) где Gi - сила тяжести i - ого звена; G = mg, G2 = 500 Н, G3 = 700 Н, G4 = 400 Н, G5 = 450 Н, VSi - скорость центра тяжести i - ого звена; ?i - (VSi ^ Gi), - момент от нагрузки, , (1.4) где VF - скорость звена, на которое действует нагрузка, Pнагр - усилие нагрузки. Определяем работу сил движущих (1.7) где Aд - работа сил движущих; Mд - приведенный момент сил движущих; Изменение кинетической энергии , где Aд - работа сил движущих; Aс - работа сил сопротивления; Значения работы сил сопротивления, сил движущих значения изменений кинетической энергии для всех положений механизма сводим в таблицу 1.4 Таблица 1.4 Положение J 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 0-363.89-1149.86-2179.82-2798.31-2694.46-2336.33-1856.73-1283.2-682.76-372.22-262.950 0468.73937.461406.191874.922343.652812.383281.113749.844218.574687.35156.035624.76 0832.622087.323586.014673.235038.115148.715137.845033.044901.335059.525418.985628.31 Определение момента инерции маховика Момент инерции маховика определим по формуле: , (1.9) где - максимальный момент инерции; , (1.10) где ? - неравномерность хода; ?Jпр - изменение приведенного момента инерции механизма; , (1.11) ?Т - изменение кинетической энергии; , (1.12) Примем радиус маховика за 0,8 м, тогда его масса равна: 1.2 Динамический анализ механизма Определение истинного закона движения механизма Для определения истинного закона движения рассмотрим дифференциальное уравнение движения, которое имеет следующий вид: (1.13) кулачковый эвольвентный профиль плоский где - приведённый момент сил сопротивления; - приведённый момент сил движущих; угловое ускорение ведущего звена; угловая скорость вращения ведущего колеса; - момент инерции; - изменение момента инерции от угла поворота.