←предыдущая следующая→
1 2
СОДЕРЖАНИЕ
Введение………………………………………………………………………….2
Исходные данные………………………………………………………………..4
1 Расчет кулачкового механизма…………………………………………….….5
1.1 Нахождение закона движения толкателя…………………………………..5
1.2 Определение основных размеров кулачкового механизма……………….7
1.3 Построение теоретического профиля кулачка…………………………….8
1.4 Выбор радиуса ролика. Построение практического профиля кулачка…..9
1.5 Расчет толщины кулачка……………………………………………………10
2 Проектирование механического привода………………………………….11
2.1 Определение передаточного отношения привода ………………………...11
2.2 Расчет планетарной ступени редуктора……………………………………12
2.3 Определение КПД привода и подбор электродвигателя…………………13
2.4 Расчет зубчатой передачи с неподвижными осями колес………………..14
2.4.1 Выбор материала. Проверка зубьев по контактным напряжениям и напряжениям изгиба……………………………………………………...14
2.4.2 Определение основных размеров передачи…………………………….17
3 Расчет ведомого вала привода на прочность………………………………18
3.1 Проектный расчет вала……………………………………………………...18
3.2 Определение реакций опор и построение эпюр изгибающих моментов...19
3.3 Проверка вала на статическую прочность…………………………………20
4 Подбор подшипников качения……………………………………………..21
5 Расчет штифтовых соединений…………………………………………….22
6 Конструирование зубчатого колеса………………………………………..22
Заключение………………………………………………………………………23
Список литературы ………………………………………………………….….24
ВВЕДЕНИЕ
Одной из важнейших задач развития нашей страны является повышение производительности труда, качества машин и приборов. Для решения этой задачи большая роль отводится средствам вычислительной техники, автоматизации и механизации вычислительных процессов. Решение поставленных задач в значительной степени осуществляется в процессе проектирования, когда разрабатывается конструкция прибора или машины, выбирают материалы изготовления деталей, определяют наиболее рациональные их формы, размеры и точность, решают вопросы технологичности, унификации, стандартизации и экономичности, предусматривают необходимость автоматизации и механизации изготовления и сборки деталей и узлов. Поэтому важное значение имеет непрерывное совершенствование общеконструкторской подготовки студентов.
При выполнении данного курсового проекта по курсу «Прикладной механики» закрепляются полученные знания, развивается умение использовать для практических приложений сведения из ранее изученных дисциплин, приобретаются навыки работы со справочной литературой, государственными и отраслевыми стандартами. В соответствии с программами курсов объектами курсового проектирования являются типовые механизмы систем автоматики, радиоэлектронной аппаратуры, вычислительных машин и их периферийных устройств.
Проектируемая в данной работе механическая система состоит из электродвигателя, передаточного механизма и исполнительного механизма. Принципиальная схема приведена на рисунке.
RS
Принципиальная схема механической системы: 1- Электродвигатель; 2- передаточный механизм; 3- исполнительный механизм.
Одним из примеров такой системы является автоматический потенциометр, служащий для измерения выходного сопротивления в зависимости от положения выходного звена.
Для согласования скорости движения выходного звена исполнительного механизма и электродвигателя применяют передаточные механизмы. В качестве таких механизмов используют зубчатые, червячные, ременные передачи, кулачковые механизмы и другие.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Частота вращения двигателя nд, об/мин 1380
Частота вращения кулачка nк, об/мин 28
Углы к графику аналога скорости, град OA=DE=75
AB=45
BC=90
CD=30
Ход толкателя h, мм 18
Дезаксиал e, мм -5
Допускаемый угол давления adm, град 30
Направление вращения кулачка по часовой стрелке
Момент на валу кулачка T, н м 24
Максимальное усилие пружины Pmax, Н 19
Долговечность подшипников Lн 103, час 11
Расстояние между подшипниками l, мм 95
Передаточное отношение планетарной ступени Uпл 10
1. Расчет кулачкового механизма
Кулачковым называется механизм, в состав которого входит кулачок. Кулачком называется звено, которому принадлежит элемент высшей пары, выполненный в виде поверхности переменной кривизны. Выходное звено кулачковых механизмов, как правило, совершает возвратное движение. Прямолинейно движущееся выходное звено кулачкового механизма называется толкателем. Для уменьшения трения о поверхность кулачка и увеличения срока службы выходное звено часто снабжается роликом.
Преимуществом кулачковых механизмов является возможность получения любого заданного закона движения выходного звена, в том числе с периодическими остановками.
Основной задачей проектирования кулачкового механизма является построение профиля кулачка по заданному закону движения выходного звена и определение толщины кулачка.
1.1 Нахождение закона движения толкателя
Для нахождения закона движения толкателя используем метод графического интегрирования.
а) Для этого на оси откладываем отрезок соответствующий углу полного цикла, равному 2П радиан, что равно одному обороту кулачка.
б) Отрезок OF делим на 24 равные части. Каждый интервал равен 15. Учитывая данные углы к графику аналога скорости, строим график. Важно, чтобы площадь треугольника OA’B равнялась площади треугольника CD’E.
РАСЧЕТ. S ОA’B = S CD’E 1/2OB*AA’ =1/2 CE*DD’
1/2*8*5 = 1/2*7*DD’ DD’=5,7мм
Из середин интервалов проводим ординаты до пересечения с графиком и полученные точки сносим на ось ординат.
в) На продолжении оси влево от начала координат на расстоянии 40мм выбираем полюс P, который соединяем лучами с полученными точками на оси ds/d. Лучи обозначаем буквами: а, б, в и т.д.
г) Выбираем систему координат с осями S и , параллельными осям ds/d и соответственно. По оси откладываем тот же отрезок OF и делим его на те же 24 равные части. Точки деления нумеруем теми же цифрами 0, 1, 2, …, 24. Из точек деления восстанавливаем перпендикуляры к оси. Затем на строящемся графике перемещения через начало координат проводим прямую, параллельную лучу а на графике ds/d = (), которая на пересечении с перпендикуляром к оси , проведенным в точке 1, дает точку I. Далее через точку I, параллельно лучу б, проводим прямую и на пересечении с перпендикуляром в точке 2 получаем точку II и т.д. Соединив полученные точки I, II, …XXIV плавной кривой получим график.
Масштабы графиков по координатным осям определяются по формулам:
= 2П/OF, рад/мм; s = h/H , мм/мм черт; ds/d = s /OP , 1/рад,
где h – ход толкателя, мм; OP – полюсное расстояние графика аналога скорости, мм.
РАСЧЕТ. = 2*3,14/240 = 0,026 рад/мм
s = 18/49 = 0,367 мм/мм черт
ds/d = 0,367/ (0,026*40) = 0,353 1/рад
Истинное значение величин получают умножением соответствующих ординат или абсцисс графиков на их масштабы. Эти значения сводим в таблицу.
1.2 Определение основных размеров кулачкового механизма
Основные размеры кулачкового механизма этого вида – минимальный радиус кулачка rmin и дезаксиал e. Эти величины определяются из условия ограничения угла давления. Для любого положения механизма текущий угол давления не должен превышать максимально допустимое значение adm.
Основные размеры кулачкового механизма можно определить, решая графически условие незаклинивания механизма:
tg i = [(ds/d)i e]/ si + rmin2 - e2 tg adm
Для этого необходимо построить график s = (ds/d) для фазы удаления в масштабе s. При этом направление оси s берется параллельно оси толкателя, а положительным направлением оси ds/d выбирается такое, которое получается поворотом оси s на угол П/2 в сторону вращения кулачка.
Проведем касательную к построенному графику под углом adm к оси s. На оси ds/d откладываем дезаксиал e в масштабе с учетом его знака. Через эту точку проводим прямую, параллельную s. Часть этой прямой, расположенная ниже касательной, есть геометрическое
←предыдущая следующая→
1 2