Файл: Курсовой проект по учебному курсу Теория механизмов и машин.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 24.11.2023
Просмотров: 63
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
.
Нормальное (центростремительное) ускорение т. В кривошипа найдем по формуле
где anB – нормальное ускорение т. В, м/с2;
ω1 – угловая скорость звена 1, рад/с;
rАВ – длина кривошипа по заданию, м
.
Принимаем длину вектора .
Расчет масштабного коэффициента ускорения проведем по формуле
где μa – масштабный коэффициент ускорения, м·с-2/мм;
anB – нормальное ускорение т. В, м/с2;
Πb – длина вектора Πb на плане скоростей, мм.
.
Для каждого из 2-ух положений:
Ускорение точки C найдем, решив совместно два векторных уравнения
Ускорение точки D найдем, решив совместно два векторных уравнения
Нормальные ускорения и строим параллельно шатунам 2 и 4 соответственно, причем они направлены от т. С и D к т. В.
Тангенциальные ускорения и строим перпендикулярно нормальным ускорениям и из конца векторов до пересечения с осью xx.
Для «0-го» положения:
Нормальное ускорение определим по формуле
где anCB – нормальное ускорение звена CB, м/с2;
cb – длина вектора cb скорости шатуна СВ на чертеже, мм;
lCB – действительная длина шатуна CB, м.
;
На плане ускорений длина вектора ncb будет равна
где ncb – длина вектора нормального ускорения точки B кривошипа, мм;
anCB – нормальное ускорение звена CB, м/с2;
μa – масштабный коэффициент ускорения, м·с-2/мм.
.
Нормальное ускорение найдем по формуле (1.18)
.
А длину вектора ndb по формуле (1.19)
.
Для «2-го» положения:
Нормальное ускорение определим по формуле (1.18)
;
На плане ускорений длина вектора ncb будет равна (1.19)
.
Нормальное ускорение найдем по формуле (1.18)
.
А длину вектора ndb по формуле (1.19)
.
Тангенциальное ускорение звена СВ находим из плана ускорений по формуле
где aτCB – тангенциальное ускорение звена CB, м/с2;
τСВ
– величина вектора τСВ на плане ускорений;
μa – масштабный коэффициент ускорения, м·с-2/мм.
;
.
1.7 Сравнительный анализ скоростей и ускорений
2. Синтез кулачкового механизма
2.1. Исходные данные и схема механизма
Дана схема кулачкового механизма (рис. 2), угол удаления φу = 104º, угол дальнего стояния φд = 20º, угол возврата φв = 104º, минимальный угол передачи движения γmin = 60º и подъем толкателя h = 40 мм = 0,04 м. Направление вращения кулачка против часовой стрелки.
Тип кулачкового механизма – I
Рис. 2. Схема кулачкового механизма
2.2. Построение диаграммы
На оси абсцисс φ откладываем углы φУ, φД, φВв масштабе 2º/1мм.
Масштабный коэффициент угла поворота найдем по формуле
где μj – масштабный коэффициент, рад/мм;
φУ – угол удаления, рад;
φД – угол дальнего стояния, рад;
φВ – угол возврата, рад;
L– длина отрезка на чертеже, мм.
.
Длину отрезка ОР находим по формуле
где OP – длина отрезка OP на чертеже, мм;
μj – масштабный коэффициент, рад/мм.
.
Высоту кривой принимаем равной y1 = 50 мм.
Разбиваем угол удаления и угол возврата на диаграмме на 10 равных частей.
Масштабный коэффициент .
2.3. Построение диаграммы .
Диаграмма получается графическим интегрированием диаграммы аналогов ускорений . Для этого:
Все построения ведем в масштабном коэффициенте
.
2.4. Построение диаграммы .
Диаграмму построим, графически проинтегрировав диаграмму аналогов скоростей аналогично пункту 2.3.
Замеряем наибольшую величину Smax на чертеже, Smax = 27,9 мм.
Масштабный коэффициент м/мм.
2.5. Определение минимального радиуса кулачка.
Берем на плоскости произвольную т. О, откладываем от неё отрезок ОА, равный ходу h толкателя. Этот отрезок размечаем в соответствии с диаграммой . Через точки деления проводим перпендикуляры к линии ОА. От точек деления на перпендикулярах откладываем влево при подъеме и вправо при опускании толкателя отрезки, взятые из графика . Эти отрезки нужно откладывать в том масштабе, в котором отложен отрезок ОА, т.е. в масштабе . Соединяем плавной кривой концы этих отрезков и получаем кривую . Проводим под углом к горизонтали две касательные к построенной кривой. Эти прямые образуют в итоге область, в которой может располагаться центр кулачка. Выбираю длину отрезка BО равной r0 = 60 мм на чертеже. Следовательно, минимальный теоретический радиус кулачка будет равен
где rmin – минимальный теоретический радиус кулачка, м;
μS – масштабный коэффициент, м/мм;
r0 – минимальный радиус кулачка на чертеже, мм.
.
2.6. Профилирование кулачка
Построения ведем в масштабе м/мм. Проведём окружность радиусом BA, полученным в предыдущем пункте. В произвольном месте окружности ОВ0 выберем точку отсчета – т. В
Нормальное (центростремительное) ускорение т. В кривошипа найдем по формуле
| (1.14) |
где anB – нормальное ускорение т. В, м/с2;
ω1 – угловая скорость звена 1, рад/с;
rАВ – длина кривошипа по заданию, м
.
Принимаем длину вектора .
Расчет масштабного коэффициента ускорения проведем по формуле
| (1.15) |
где μa – масштабный коэффициент ускорения, м·с-2/мм;
anB – нормальное ускорение т. В, м/с2;
Πb – длина вектора Πb на плане скоростей, мм.
.
Для каждого из 2-ух положений:
Ускорение точки C найдем, решив совместно два векторных уравнения
| (1.16) |
Ускорение точки D найдем, решив совместно два векторных уравнения
| (1.17) |
Нормальные ускорения и строим параллельно шатунам 2 и 4 соответственно, причем они направлены от т. С и D к т. В.
Тангенциальные ускорения и строим перпендикулярно нормальным ускорениям и из конца векторов до пересечения с осью xx.
Для «0-го» положения:
Нормальное ускорение определим по формуле
, | (1.18) |
где anCB – нормальное ускорение звена CB, м/с2;
cb – длина вектора cb скорости шатуна СВ на чертеже, мм;
lCB – действительная длина шатуна CB, м.
;
На плане ускорений длина вектора ncb будет равна
, | (1.19) |
где ncb – длина вектора нормального ускорения точки B кривошипа, мм;
anCB – нормальное ускорение звена CB, м/с2;
μa – масштабный коэффициент ускорения, м·с-2/мм.
.
Нормальное ускорение найдем по формуле (1.18)
.
А длину вектора ndb по формуле (1.19)
.
Для «2-го» положения:
Нормальное ускорение определим по формуле (1.18)
;
На плане ускорений длина вектора ncb будет равна (1.19)
.
Нормальное ускорение найдем по формуле (1.18)
.
А длину вектора ndb по формуле (1.19)
.
Тангенциальное ускорение звена СВ находим из плана ускорений по формуле
, | (1.20) |
где aτCB – тангенциальное ускорение звена CB, м/с2;
τСВ
– величина вектора τСВ на плане ускорений;
μa – масштабный коэффициент ускорения, м·с-2/мм.
;
.
1.7 Сравнительный анализ скоростей и ускорений
№ позиции | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 8,64 | 13,46 | 12,93 | 8,92 | 4,28 |
| 8,40 | 12,90 | 12,75 | 8,70 | 4,20 |
| 2,82 | 4,19 | 1,38 | 2,48 | 1,94 |
№ позиции | 0 | 11 |
2 | 3828 | 2883,6 |
, 2 | 3729 | 2885 |
| 2,65 | 0,05 |
2. Синтез кулачкового механизма
2.1. Исходные данные и схема механизма
Дана схема кулачкового механизма (рис. 2), угол удаления φу = 104º, угол дальнего стояния φд = 20º, угол возврата φв = 104º, минимальный угол передачи движения γmin = 60º и подъем толкателя h = 40 мм = 0,04 м. Направление вращения кулачка против часовой стрелки.
Тип кулачкового механизма – I
Рис. 2. Схема кулачкового механизма
2.2. Построение диаграммы
На оси абсцисс φ откладываем углы φУ, φД, φВв масштабе 2º/1мм.
Масштабный коэффициент угла поворота найдем по формуле
, | (2.1) |
где μj – масштабный коэффициент, рад/мм;
φУ – угол удаления, рад;
φД – угол дальнего стояния, рад;
φВ – угол возврата, рад;
L– длина отрезка на чертеже, мм.
.
Длину отрезка ОР находим по формуле
, | (2.2) |
где OP – длина отрезка OP на чертеже, мм;
μj – масштабный коэффициент, рад/мм.
.
Высоту кривой принимаем равной y1 = 50 мм.
Разбиваем угол удаления и угол возврата на диаграмме на 10 равных частей.
Масштабный коэффициент .
2.3. Построение диаграммы .
Диаграмма получается графическим интегрированием диаграммы аналогов ускорений . Для этого:
-
разбиваем угол удаления на 12 равных частей 01; 12; 23; ...; -
из середины каждой части проведем перпендикуляр до пересечения с кривой ;
-
соединим полюс P с проекциями середин частей кривой на ось ; -
на диаграмме откладываем отрезки параллельные соответствующим отрезкам, полученным в предыдущем подпункте.
Все построения ведем в масштабном коэффициенте
.
2.4. Построение диаграммы .
Диаграмму построим, графически проинтегрировав диаграмму аналогов скоростей аналогично пункту 2.3.
Замеряем наибольшую величину Smax на чертеже, Smax = 27,9 мм.
Масштабный коэффициент м/мм.
2.5. Определение минимального радиуса кулачка.
Берем на плоскости произвольную т. О, откладываем от неё отрезок ОА, равный ходу h толкателя. Этот отрезок размечаем в соответствии с диаграммой . Через точки деления проводим перпендикуляры к линии ОА. От точек деления на перпендикулярах откладываем влево при подъеме и вправо при опускании толкателя отрезки, взятые из графика . Эти отрезки нужно откладывать в том масштабе, в котором отложен отрезок ОА, т.е. в масштабе . Соединяем плавной кривой концы этих отрезков и получаем кривую . Проводим под углом к горизонтали две касательные к построенной кривой. Эти прямые образуют в итоге область, в которой может располагаться центр кулачка. Выбираю длину отрезка BО равной r0 = 60 мм на чертеже. Следовательно, минимальный теоретический радиус кулачка будет равен
, | (2.3) |
где rmin – минимальный теоретический радиус кулачка, м;
μS – масштабный коэффициент, м/мм;
r0 – минимальный радиус кулачка на чертеже, мм.
.
2.6. Профилирование кулачка
Построения ведем в масштабе м/мм. Проведём окружность радиусом BA, полученным в предыдущем пункте. В произвольном месте окружности ОВ0 выберем точку отсчета – т. В