![](/user_photo/73437_2_1J3.jpg)
- •Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
- •Привод зубчато-рычажного механизма
- •1. Структурный, кинематический и силовой анализ рычажного механизма, входящего в состав привода
- •1.1 Структурный анализ
- •1.2. Кинематическое исследование механизма методом планов
- •Построение планов механизма
- •Построение планов скоростей
- •Построение планов ускорений
- •1.3. Силовой анализ рычажного механизма
- •Определение сил, действующих на звенья механизма и моментов инерции
- •Силовой расчет группы 2-3
- •Силовой расчет начального механизма
- •Рычаг Жуковского
- •Определение кпд исполнительного механизма
- •2. Энерго-кинематический расчет
- •3. Расчет открытой цепной передачи
- •3.1. Проектный расчет
- •3.2. Проверочный расчет
- •4. Выбор материалов, определение допускаемых напряжений и расчет закрытой передачи
- •4.1. Выбор твердости, термообработки и материала колес
- •4.2. Определение допускаемых контактных напряжений
- •4.3. Определение допускаемых напряжений изгиба
- •4.4. Проектный расчет
- •4.5. Проверочный расчет
- •4.6. Силы, действующие в зацеплении
- •5. Предварительный расчет валов и выбор подшипников Быстроходный вал
- •Тихоходный вал
- •6. Конструктивные размеры шестерни и колеса
- •7. Конструктивные размеры корпуса редуктора
- •8. Эскизная компоновка
- •9. Смазка редуктора
- •10. Определение опорных реакций в подшипниках, построение эпюр Быстроходный вал
- •Тихоходный вал
- •11. Проверочный расчет подшипников Быстроходный вал
- •Тихоходный вал
- •12. Проверочный расчет валов на прочность
- •Быстроходный вал
- •Тихоходный вал
- •13. Конструирование подшипниковых узлов
- •14. Проверочный расчет стяжных винтов
- •15. Выбор и расчет шпоночных соединений
- •16. Сборка редуктора
- •Список использованных источников
Определение сил, действующих на звенья механизма и моментов инерции
Массы и моменты инерции звеньев:
а) масса ползунов по формуле
где S – ход ползуна;
б) массу остальных звеньев – по формуле
для кривошипов k = 40 – 60 кг/м, примем k =50 кг/м,
для шатунов k = 8 – 12 кг/м, примем k = 10 кг/м,
в) момент инерции массы звена относительно оси, проходящей через центр масс, определить по формуле
д) центр тяжести звеньев S принять в центре тяжести фигур, их изображающих (за исключением случаев, когда они указаны в задании, - точки на звене).
Силы тяжести звеньев определяются по зависимости
где
g = 9,81
м/
– ускорение свободного падения;
m – масса звена.
Сила приложена в центре тяжести звена S и направлена вертикально вниз.
Как известно, на тело, движущееся с ускорением, действуют силы инерции FИ и моменты сил инерции MИ.
Главный
вектор сил инерции
приложен в центре тяжести звена S и
направлен противоположно его ускорению
as
Главный
вектор момент сил инерции
направлен противоположно угловому
ускорению звена ε.
Пусть
массы звеньев будут
Вес
звеньев:
Силы тяжести:
Силы инерции звеньев:
Моменты инерции для звеньев:
Главные моменты сил инерции определяются по формуле
где
ε - угловое ускорение звена, определенное
ранее из кинематического исследования,
.
,
Моменты сил инерции направлены противоположно угловым ускорениям.
Силовой расчет группы 2-3
Уравнение равновесия группы в форме сил записываем:
∑
Так
как
и
неизвестны ни по величине, ни по
направлению, поступим следующим образом:
∑MB
=
;
отсюда
выразим
:
На основании yравнения
∑
Строится
план сил грyппы 2-3, масштаб примем
Определим длины отрезков, изображающих векторы сил на чертеже:
Определим
реакции
,
,
по величине:
где
- длины векторов на
плане сил, мм.
Силовой расчет начального механизма
Уравнение равновесия звена в форме сил записываем:
∑
Здесь
Строится план сил начального звена, масштаб примем
Определим длины отрезков, изображающих векторы сил на чертеже:
Определим
из
плана сил:
.
найдем
из yравнения равновесия звена 1:
Отсюда:
.
Рычаг Жуковского
1. Строим план скоростей для рабочего положения, повернутый на 90 градyсов.
2. Прикладываем к концам соответствующих векторов внешние силы и моменты сил инерции
3. Составляем yравнение суммы моментов:
Здесь
4.Погрешность:
Определение кпд исполнительного механизма
Определяем мгновенную мощность, необходимую для преодоления сил трения в каждой вращательной паре механизма.
Кривошип-стойка (1-0):
где
– коэффициент трения во вращательной
кинематической паре
–
радиус
цапфы вращательной пары
Кривошип-шатун (1-2):
где
– угловая скорость звена 1 относительно
звена 2 (направления угловых скоростей
противоположны друг другу).
Шатун-ползун (2-3):
Определим мгновенную мощность, необходимую для преодоления сил трения в каждой поступательной паре механизма:
Ползун-стойка (3-0):
Суммарная мощность на преодоление сил трения в кинематических парах механизма:
Определим работу сил полезного сопротивления за цикл:
где h – ход выходного звена 3.
Время одного оборота кривошипа 1:
Время одного цикла работы механизма:
Мощность сил полезного сопротивления за цикл работы механизма:
КПД исполнительного механизма: