Кинематическое и динамическое исследование механизмов привода

Пояснительная записка к индивидуальной работе по ТММ

ТММ ХХ.ХХ.ХХ ПЗ

Выполнил: ____________(подпись)___________ ____________(Дата)______________ студент 332 гр.

Руководил: ____________(подпись)___________ Иванов А.Г.

____________(Дата)______________ доцент, к.т.н.

Ижевск 2015

ОГЛАВЛЕНИЕ

Исходные данные . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

1 Кинематическое исследование зубчатого механизма . . . . . . . . . . . 22

2 Вывод формулы для пошагового вычисления угловой

скорости звена приведения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

3 Определение приведенного момента инерции . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

4 Определение приведенного момента производственного

(полезного) сопротивления и его работы . . . . . . . . . . . . . . . .. . . … …31

5 Определение движущего приведенного момента на каждом

промежуточном шаге вычислений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

6 Определение движущего момента и скорости для вычислений

на первом шаге. Определение средней мощности. . . . . . . . . . ………..33 7 Порядок вычислений и результаты расчетов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

. ▌* Номера страниц соответствуют их расположению

в данном пособии. В пояснительной записке титульный лист –

страница 1 (не нумеруется), оглавление – страница 2, исходные данные –

страница 3. Основной текст начинается со страницы 4. *▐

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Числа зубьев и модуль колес зубчатого механизма, номинальная

и синхронная частоты вращения двигателя

Z1 =13, Z2 =23, Z4 =20 , Z4 =21,

Z5=20 m =5 мм 2880 об/мин3000 об/мин

Размеры звеньев рычажного механизма

0.12 м 0.34 м e = 0.05 м

0.11 м 0.025 м

Массы и моменты инерции звеньев рычажного механизма:

m₁=4 кг m₂=7 кг m₃=10 кг

I_O1=0.06 кг*м² I_S2=0.42 кг*м²

Максимальное значение силы =800 Н

Моменты инерции звеньев привода

I_рот =0.10 кг*м² (I_Z1+I_муф.) =0.02 кг*м²

I_Z2 =0.022 кг*м² I_Z4 =0.06 кг*м² I_Z5 =0.8 кг*м²

Масса сателлита и их число:

m_c =0.12 кг N_c =2

Коэффициент неравномерности хода  =1/24

6. 1 Кинематическое исследование зубчатого механизма

Структурная схема механизма представлена на рисунке 1. Механизм имеет две ступени. Первая ступень – это простейшая зубчатая передача с неподвижными осями колес Z1 и Z2; вторая ступень ­– планетарная передача. Требуется определить угловые скорости всех звеньев и скорость центра масс сателлита планетарной ступени.

Угловую скорость колеса Z1 вычисляем по известной формуле при заданной номинальной частоте вращения ротора электродвигателя:

. (1)

Передаточное отношение от колеса Z1 к колесу Z2 равно

. (2)

Рисунок 1– Схема зубчатого механизма

По формулам (1), (2) вычисляем передаточное отношение и скорости

= -23/13 = -1.76, 301.4 рад/с,=-301.4*(13/23)=-168.78 рад/с

Для определения передаточного отношения планетарной ступени найдем незаданное число зубьев Z3 из условия соосности зацеплений сателлита с центральными колесами. Запишем равенство межосевых расстояний этих зацеплений

, (3)

где – радиусы начальных окружностей колес.

Будем считать, что все зацепления планетарной ступени нулевые или равносмещенные. Тогда начальные окружности совпадают с делительными и условие (3) можно выразить через числа зубьев колес:

Z3+Z4=Z5+Z4’

Отсюда

Z3=Z5+Z4’-Z4

Z3=20+21-20

Z3=21

Передаточное отношение планетарной ступени найдем с помощью формулы Виллиса

Передаточное отношение от водила Н к колесу равно

(4)

Передаточное отношение в обращенном движении (при остановленном водиле) выразим через числа зубьев колес:

. (5)

По формуле (4), подставляя (5), вычислим передаточное отношение планетарной ступени. Учитывая, что , найдем также угловую скорость колесаZ5 и равную ей скорость кривошипа 1 рычажного механизма:

-9,76,

Общее передаточное отношение редуктора равно произведению передаточных отношений ступеней:

. (6)

Подставив значения, вычислим

U_р =-1.76∙(-0.833)=30.2

Для определения угловой скорости сателлита запишем передаточное отношение от сателлита к неподвижному колесу планетарной ступени через угловые скорости в обращенном движении и выразим его через числа зубьев:

. (7)

Учитывая, что , , находим

рад/с

Центр масс сателлита находится на оси его симметрии, поэтому скорость равна скорости точки, расположенной в конце водила:

. (8)

Величину возьмем по модулю;, м, – расстояние от оси вращения водилаН до оси сателлита, равное межосевому расстоянию в зацеплениях сателлита с центральными колесами:

мм (9)

Поставив (9) в формулу (8), вычислим

м/с

Результаты кинематического исследования зубчатого механизма:

17.2 м/с; U_р =30.2