2.7. Таблица со значениями углов γ.

tgγ_i=( S_min+S_i)/(V_i/ ω+e),

где S_i-путь пройденный толкателем при повороте кулачка из начального положения в данное, берется из графика S=S(t);

V_i- скорость толкателя в рассматриваемом положении, берется из графика V=V(t);

S_min – величина, определяющая крайнее (нижнее) положение толкателя

№ положения	0	1	2	3	4	5	6	7	8
γ, град	89,9	78	50	78	89,9	78	50	78	89,9

3. Проектирование зубчатой передачи.

3.1 Исходные данные.

- передаточное отношение U_1-5= 18,5;

- модули зубчатых колес m = 5 мм; m = 12 мм;

- число зубьев четвертого колеса z₄ = 12;

- число зубьев пятого колеса z₅ = 38.

3.2 Расчет привода машины.

1) Передаточное отношение от первого колеса к водилу при неподвижном третьем колесе определяется по формуле :

U_1-5 = U ³_1-В ∙ U_4-5 ; где U_4-5 =24,5 ;тогда: U_4-5 = -(z₅ / z₄ )= -38/12;

-18,5 = U ³_1-В∙ (-38 / 12)

-18,5 = U ³_1-В∙(-z₅ / z₄ )

U ³_1-В=18,5 ∙12/38=6

2) Отсюда отношение чисел зубьев :

U ^Н_1-В= 1 - U ^В_1-3 = 1 – 5;

5;

Уравнение соосности для заданной схемы:

Z₁+ Z₂= Z₃- Z _/2=»α(А+В)= β(С+D)

α= D-C; β=А+В

тогда z₁ = А(D-C); z ^/₂= В(D-C); z₂ =С(A+B); z₃ = D(A+B)

3) Производим подбор чисел зубьев планетарного редуктора.

5

A=1; В=4; С=1; D=2

Z₁ = 1(2-1)=1;

z ^/₂ = 4(2-1)=4;

z₂=1(1+4)=5;

z₃ = 2(1+4)=10;

Умножив все значения Z на 17,т.к. Z_min=17 получим z₁=17; z ^/₂=68; z₂=85; z₃=170

Проверка зубьев из условия соосности : Z₁+ Z₂= Z₃- Z _/2=» 17+85=170-68=»102=102

б) Условие сборки :

с= (z₁+ z₃)/а_р; где

а_р - число сателлитов (принимаем равным 3),

p - целое число (принимаем равным 1),

с - целое число, тогда :

с= (17+ 170)/3=62 (выполняется).

4. Силовой (кинетостатический) расчет балансирного пресса.

4.1. Определение веса и моментов инерции звеньев.

Определим вес и моменты инерции звеньев, относительно оси, проходящей через центр тяжести звена по формулам :

G_{1, 2, 3, 4, 5} = g ∙ m_{1, 2, 3, 4,5} [Н], где

g - ускорение свободного падения, м/с;

m_{1, 2, 3, 4,5} - массы звеньев соответственно, кг;

G₂ = g ∙ m₂ = 9.8 м/с ∙ 60 кг = 588 Н

G₃ = g ∙ m₃ = 9.8 м/с ∙90 кг = 882 Н;

G₄ = g ∙ m₄ = 9.8 м/с ∙ 17 кг = 166,6 Н;

G₅ = g ∙ m₅ = 9.8 м/с ∙ 60 кг = 588 Н.

4.2. Расчет сил инерции, моментов сил инерции и плеча приложения результирующей силы.

Определим силу инерции поступательно движущегося звена 5 (ползуна) по

формуле :

F_И5 = - m₅ ∙ π a₅ = - m ₅ ∙ π d ∙ K_a;

F_И5 =-m₅ ∙ πd ∙ K_a = -60 кг ∙ 32,25 мм ∙ 0,4 (м/с²)/мм = -774 Н;

Силы инерции звена 4 (шатуна), совершающего плоское движение, сведутся к главному вектору сил инерции Fи₄, приложенному к центру тяжести S₄ и направленному против ускорения центра тяжести, и главному моменту сил инерции Mи4, направленному против углового ускорения E₄.

F_И4 = - m₄ ∙ π a_S4 = - m₄ ∙ π a_S4 ∙ K_a, [Н];

M_И4 = - J_S4 ∙ E_4, [Н∙м];

E₄ = a^τ_CD / l_CD = (a_C^τ_D ∙ K_a) / (CD ∙ K_l), [рад/с];

F_И4 = -m₄ ∙π a_S4 ∙ K_a = -17 кг ∙ 35,7 мм ∙ 0,4 (м/с²)/мм =-242,76 Н;

M_И4 =-J_S4 ∙ E₄= -0,18 кг∙м ∙ 11 рад/с = -1,98 Н∙м;

E₄ = (a^τ_CD ∙ K_a) / (CD ∙ K_l) = (11 мм ∙ 0,4 (м/с²)/мм) / 0,4 м =11 рад/с;

Силу F_И4 и момент M_И4 можно заменить одной силой F_И4, приложенной в точке K₄ - центре качания на расстоянии h₄ от центра тяжести. Для этого заменим момент Mи₄ парой сил, равных F_И4, с. тем же моментом. Тогда M_И4 = J_S4 ∙ E₄ = Fи₄ ∙ h₄, откуда h₄ = (J_S4 ∙ E₄₎ / F_И4. Силы Fи₄ в центре тяжести уравновесятся, и останется одна равнодействующая сила F_И4, приложенная в центре качания K₄ на расстоянии h₄ от центра тяжести S₄.

h₄ = (J_S4 ∙ E₄) / F_И4 = (0,18 кг∙м ∙ 11 рад/с) / 242,76 Н = 0,00816 м=1,36 мм.

Силы инерции звена 3 (коромысла), совершающего плоское движение, сведутся к главному вектору сил инерции Fи₃, приложенному к центру тяжести S₃ и

направленному против ускорения центра тяжести, и главному моменту сил инерции Mи₃, направленному против углового ускорения E₃.

F_И3 = - m₃ ∙ π∙a_S3 = - m₃ ∙ π ∙ a _S3 ∙ K_a, [Н];

M_И3 = - J_S3 ∙ E_3, [Н∙м];

E₃ = a^τ _СB / l_СB = (a^τ _СB ∙ K_a) / (СB ∙ K_l), [рад/с];

F_И3 = - m₃ ∙ π_S3 ∙ K_a = -90 кг ∙ 22,3 мм ∙ 0,4 (м/с²)/мм = -803 Н;

M_И3 = -J_S3 ∙ E₃ = -32,5 кг∙м ∙ 7,368 рад/с = -239,5 Н∙м;

E₃ = (a^τ_О2С∙ Ka) / (О₂С∙ Kl) = (35 мм ∙ 0,4 (м/с²)/мм) / 1,9 м = 7,368 рад/с;

Силу Fи₃ и момент M_И3 можно заменить одной силой F_И3,приложенной в точке K₃ - центре качания на расстоянии h₃ от центра тяжести. Для этого заменим момент M_И3 парой сил, равных F_И3, с тем же моментом. Тогда M_И3 = J_S3 ∙ E₃ = F_И3 ∙ h_3, откуда h₃ = (J_S3∙ E₃₎ / F_И3. Силы F_И3 в центре тяжести уравновесятся, и останется одна равнодействующая сила F_И3, приложенная в центре качания K₃ на расстоянии h₃ от центра тяжести S_3.

h₃ = (J_S3 ∙ E₃) / Fи₃ = (32,5 кг∙м ∙ 7,368 рад/с) / 803 Н = 0,3 м=50 мм;

Силы инерции звена 2 (шатуна), совершающего плоское движение, сведутся к главному вектору сил инерции Fи₂, приложенному к центру тяжести S₂ и направленному против ускорения центра тяжести, и главному моменту сил инерции Mи₂, направленному против углового ускорения E_2.

F_И2 = - m₂ ∙ πa_S2 = - m₂ ∙ π _S2 ∙ K_a, [Н];

M_И2 = - J_S2 ∙ E_2, [Н∙м];

E₂ = a^τ_BA / l_AB = (a^τ_BA ∙ K_a) / (AB ∙ K_l), [рад/с];

F_И2 = -m₂ ∙ π _S2∙ K_a =- 60 кг ∙ 24,7 мм ∙ 0,4 (м/с²)/мм =-657,6 Н;

M_И2 = -J_S2 ∙ E₂ = -13,5 кг∙м ∙ 15,84 рад/с = -213,84 Н∙м;

E₂ = (a^τ_BA ∙ K_a) / (AB ∙ K_l) = (59,4 мм ∙ 0,4 (м/с²)/мм) / 1,5 м = 15,84 рад/с;

Силу F_И2 и момент M_И2 можно заменить одной силой F_И2,приложенной в точке K₂ - центре качания на расстоянии h₂ от центра тяжести . Для этого заменим момент M_И2 парой сил, равных F_И2, с тем же моментом. Тогда M_И2 = J_S2 ∙ E₂ = F_И2 ∙ h₂,откуда h₂ = (J_S2 ∙ E₂) / F_И2. Силы F_И2 в центре тяжести уравновесятся, и останется одна равнодействующая сила F_И2*,приложенная в центре качания K₂ на расстоянии h₂ от центра тяжести S₂.

h₂ = (J_S2 ∙ E₂) / Fи₂ = (13,5 кг∙м ∙ 15,84 рад/с) / 657,6 Н = 0,325 м = 54 мм .