1.Структурний аналіз кінематичної схеми важільного механізму
1.1 Розрахунок ступеню рухомості.
Важільний механізм (рис. а) має 5 рухомих ланок, n = 5. Усі ланки утворюють поміж собою п`ять шарнірів у точках O,A,B,C і D, дві поступальні пари у точках A та E. Ці кінематичні пари належать до п`ятого класу, тому p5 = 7. За формулою Чебишева підрахуємо ступінь рухомості:
W = 3n – 2p5 – p4 = 3·5 – 2·7 = 1.
1.2 Визначення класу механізму.
Послідовно виконуємо структурний аналіз механізму (рис.1). З цієї мети по-перше відділяємо структурну групу з ланок 5 і 4 (рис.2). Після ії відокремлення у залишковому кінематичному ланцюгу (рис.3) зберігається колишній ступінь рухомості W = 3n – 2p5 – p4 = =·3 – 2·4 = 1. Це вказує на слушність відокремлення групи, яка є групою другого класу другого виду. Від залишкового механізму відділяється наступна група з ланок 2 і 3 (рис.4,а).
Вона є групою другого класу третього виду. У складі кінематичного ланцюгу залишається тільки початковий механізм першого класу (рис.4,б).
Таким чином формула будови всього механізму має вигляд 1(0,1)2(2,3)2(4,5). За її видом механізм є механізмом другого класу.
2. Кінематичне дослідження механізму передачі
2.1. Розрахунок загального передаточного відношення.
Загальне передаточне відношення розраховується за відомою формулою:
2.2. Визначення невідомого числа зубів z3 планетарного редуктора.
До складу планетарного редуктора (рис. в) входять зубчасті колеса 1, 2, 2, 3 та водила H. Однієї з умов забезпечення його роботоспроможності є умова співвісності z1 +z2 =z3-z2, з якої можна визначити невідоме число зубів:
z3 = z1 + z2+ z2 = 20+36+54 = 110.
2.3. Розрахунок передаточного відношення планетарного редуктора.
Передаточне
відношення планетарного редуктора
розраховується за формулою Віліса u1H
= 1 - u13(H)
= 1 - ( -
)
= 1 +
2.4. Розрахунок передаточного відношення відкритої передачі та підбір чисел зубів z4, z 5.
Оскільки загальне передаточне відношення u = u1Hu45, тому з цієї формули знайдемо передаточне відношення відкритої передачі
Виходячи з умови відсутності підрізу зубів zmin17 задаємо число зубів z 4 для меншого з коліс z4 =20, тоді число зубів z 5 = z 4 u45 = 206,3 = 126.
3. Кінетостатичний аналіз важільного механізму.
3.1. Розрахунок корисної потужності та потужності електродвигуна.
Під час робочого ходу виконується корисна робота AК = Pрізh. Час виконання повного циклу роботи дорівнює t1=60/n1. Корисна потужність
NК
= AК/
t1
= Pрізh
n1/60
=
Вт
= 1
кВт.
Для забезпечення цієї корисної потужності електродвигун повинен подолати шкідливий опір, тому його потужність Рдв NК/ = 1000/0,67 1493Вт = 1,493 кВт. Цю потужність забезпечує асинхронний електродвигун з номінальною потужністю Рном = 1,5 кВт.
3.2. Розрахунок зрівноважуючого моменту на кривошипі.
Середній зрівноважуючий момент на кривошипі забезпечує корисну потужність NК = Mзр n1 Mзр/30. З цієї залежності маємо, що:
.