Кинематический анализ зубчатого механизма
Исследуемый зубчатый механизм, изображенный на рисунке 3 является планетарным. Исходные данные для исследования зубчатого механизма приведены в таблице 3.1
Таблица 3.1 – Исходные данные для исследования зубчатого механизма
, мм | , рад/с | |||
Рисунок 3 – Исходный зубчатый механизм
1) Применим метод коэффициентов (сомножителей). Определение чисел зубьев будем вести используя формулу Виллиса, выразив при этом передаточное отношение планетарного механизма через числа зубьев колес:
(3.1)
и условие соосности:
(3.2)
В результате получим формулы для определения чисел зубъев колес:
, (3.3)
, (3.4)
, (3.5)
. (3.6)
Вычислим коэффициенты :
(3.7)
где при ,
;
, (3.8)
;
;
, (3.9)
.
2) По формуле (3.3) вычислим , приняв
условие выполняется, значит, коэффициент q выбран верно и .
Аналогично
,
,
.
При этом условия правильного зацепления также выполняются:
3) Определим фактическое передаточное число редуктора по формуле (3.1):
Найдем относительную погрешность вычислений передаточного отношения:
Значение не превышает 3 %.
4) Используя условие «соседства» определим максимально возможное число сателлитов. Вычисления проводим по формуле:
(3.10)
Изменяя значение , найдем максимальное значение , при котором выполняется неравенство (3.7). Это значение применяем как предварительный результат.
5) Используя условие сборки, уточним число сателлитов. По формуле
, (3.11)
вычислим C, изменяя последовательно значения p и k. При этом значение p увеличиваем от 0 до , а значение k уменьшаем от до 2. Вычисления ведем до тех пор, пока не получим C – целое число.
Таким образом, получаем
6) Принимаем окончательное значение , отвечающее условиям «соседства» и сборки.
7) Определим угловую скорость вращения колеса 4:
.
8) Определим угловую скорость вращения выходного звена (шестерни 5):
Кинематический анализ рычажного механизма
Исходные данные для кинематического анализа рычажного механизма приведены на рисунке 4 и в таблице 4.1.
Рисунок 4 – Исходный рычажный механизм
Таблица 4.1 – Исходные данные для кинематического анализа рычажного механизма
, м | , м | , м | , м | , м | , м | , м | , м |
0,10 | 0,60 | 0,60 | 0,20 | 0,10 | 0,70 | 0,20 | 0,6 |
Построение планов положений механизма
Масштаб планов механизма выбираем по длине кривошипа так, чтобы планы механизма занимали примерно от одной трети до половины листа:
, (4.1)
м/мм.
Исходя из найденного масштаба планов механизма, найдем длины звеньев и координаты точек вращения:
,
мм;
,
мм;
,
мм;
,
мм;
,
мм;
,
мм.
Отмечаем точку O. Чертим окружность радиусом мм. В положении начала рабочего хода, которое соответствует углу 282°47’ проводим линию кривошипа 1 до пересечения с окружностью с центром в точке O.
Из центра C слева от опоры проводим дугу окружности радиусом мм.
Из точки A0 проводим отрезок A0B0=120 мм до пересечения с дугой, радиусом .
Из точки C0 на продолжении отрезка проводим отрезок =40 мм.
Проводим вертикальную линию на расстоянии мм от точки C.
Из точки проводим горизонтальную прямую до пересечения с вертикальной линией. Точка пересечения даст точку .
Построение планов скоростей и ускорений
Планом скоростей (ускорений) называется рисунок, на котором в масштабе изображены, векторы, равные по модулю и направлению скоростям (ускорениям) различных точек звеньев механизма в данный момент времени. План скоростей (ускорений), построенный для исследуемого положения механизма, является совокупностью нескольких планов скоростей (ускорений) отдельных точек звеньев, у которых полюса планов являются общей точкой – полюсом плана скоростей (ускорений) механизма.