Анализ рычажного и зубчатого механизмов (стр. 3 из 4)
Результаты вычислений записываются в таблицу:
| φ | ω (φ) | ε (φ) | Δω |
| 0 | 25,0000 | 15,0043 | 0,0000 |
| 1 | 24,7553 | -21,0616 | -0,2447 |
| 2 | 23,9254 | -31,9603 | -1,0746 |
| 3 | 22,7827 | -42,8808 | -2,2173 |
| 4 | 21,7695 | -37,8244 | -3,2305 |
| 5 | 21,9129 | 10,0051 | -3,0871 |
| 6 | 22,6996 | 36, 1901 | -2,3004 |
| 7 | 23,4394 | 22,8357 | -1,5606 |
| 8 | 23,2619 | -49,1503 | -1,7381 |
| 9 | 21,3488 | -85,9351 | -3,6512 |
| 10 | 20,7723 | 60,9526 | -4,2277 |
| 11 | 23,5335 | 123,9596 | -1,4665 |
| 12 | 25,0000 | 15,0043 | 0,0000 |
Определяются экстремальные значения угловой скорости:
, 
.
По формуле вычисляется коэффициент неравномерности движения:
, 
.
Так как δф > δ (δ = 0.1), то его значение уменьшают с помощью маховика.
Определение момента инерции маховика
Для определения момента инерции маховика используется формула
Так как, 
или 
,
то. 
То есть 
, 
,
где KA∑ = 1 Н м/мм, KΔJпр = 0,005 кг м2/с2 мм, ωmax = 26.452 рад/с, ωmin = 21.720 рад/с.
Отсюда получается, что tgψmax =1.749315, tgψmin =1.17937, то есть ψmax = 60.24545 град, ψmin = 49.715 град. Под полученными углами проводятся касательные к кривой на “Диаграмме ΔJпр - A∑” и определяются для точек А и В величины Jпр, A∑:
Jпр (φА) = 3.853677 кг м2/с2
Jпр (φВ) = 2.80939 кг м2/с2,A∑ (φА) = - 44.17 Н м,
A∑ (φВ) = 4.9977 Н м.
По формулам определяются максимальная и минимальная угловые скорости для движения машины с маховиком:
и 
,
ωmax = 26,25 рад/с, ωmin = 23,75 рад/с. Используя рассчитанные параметры, вычисляется момент инерции маховика: Jм = 2.68955 кг м2/с2.
Закон движения входного звена после установки маховика
Рассчитывается начальная угловая скорость при движении механизма с маховиком по формуле
,
Вычисляется значение угловой скорости для двенадцати положений механизма по формуле:
Для расчета углового ускорения используется формула:
.
Результаты вычислений записываются в таблицу:
| φ | ωм (φ) | εм (φ) |
| 0 | 26,084 | 7,653087 |
| 1 | 25,94276 | -12,5029 |
| 2 | 25,49701 | -18,4438 |
| 3 | 24,90948 | -23,4941 |
| 4 | 24,42358 | -19,2602 |
| 5 | 24,52613 | 7,425869 |
| 6 | 24,94724 | 21,12433 |
| 7 | 25,33282 | 12,32854 |
| 8 | 25, 20709 | -31,3752 |
| 9 | 24,02271 | -63,7408 |
| 10 | 23,60903 | 44,73941 |
| 11 | 25,29202 | 75,40104 |
| 12 | 26,084 | 7,653087 |
1.4 Кинетостатический анализ
Целью кинетостатического анализа является определение исходных данных для прочностного расчёта.
Основные задачи динамического анализа:
1. Определение реакций в кинематических парах механизма и внешней уравновешивающей силы (уравновешивающего момента), при которой обеспечивается приятный закон движения начального звена.
2. Расчёт входного звена и построение плана сил.
Чтобы выполнить расчёт, необходимо определить внешние силы и моменты сил, действующие на звенья механизма (движущие силы, силы полезного сопротивления, силы тяжести и сопротивления среды).
Возникновение реакций в кинематических парах обусловлено не только воздействием внешних сил, но и движением звеньев с ускорениями. Дополнительные динамические составляющие реакций учитывают путём введения в расчёт сил инерции звеньев.
В основе кинетостатического метода расчёта лежит принцип ДАламбера.
Силовой анализ ведется от последней группы Ассура к начальному звену, для которого определятся кроме реакций стойки еще и уравновешивающая сила (или уравновешивающий момент).
Исходные данные для силового анализа кривошипно-ползунного механизма кроме данных для кинематического анализа включают следующие параметры: масса кривошипа m2, масса шатуна m3, масса ползуна m5, момент инерции массы кривошипа I2S, момент инерции массы шатуна I3C и силы полезного сопротивления Pп. с.
Силовой анализ производится в обратном порядке кинематическому анализу, то есть от группы Ассура к начальному звену.
Выбор расчетного положения
За расчетное принимается положение механизма, для которого значение силы полезного сопротивления является наибольшим.
Выбранное положение - 4, для которого характерно:
, 
, 
.
Определение ускорений и сил инерции
Ускорение звеньев находятся по формулам:
или 
,
или 
,
.
По расчетам получается:
.
Угловые ускорения звеньев находятся по формулам:
,
.
Силы инерции и моменты сил инерции находятся по формулам:
Кинетостатический анализ групп Ассура и первичного механизма
Анализ группы Ассура 4-5
рис.10
Уравнения равновесия:
Анализ группы Ассура 2-3
Рис.11
Анализ первичного механизма
Рис.12
Подсчет погрешности вычислений
Причины погрешности: измерения плеч сил выполнялись при помощи измерительных средств в графическом режиме; погрешности округлений и вычислений. Подсчет погрешности выполняется по формуле
2. Синтез зубчатого механизма
Задача: спроектировать эвольвентную зубчатую передачу по заданному межосевому расстоянию, исключить подрезание ножки зуба меньшего колеса.
Примечание: все расчеты выполнены в программе MATCAD. (Приложение В)
Модульm = 10 мм
Межосевое расстояниеaw = 115 мм
Числа зубьевz1 = 8
z2 = 14
Постоянные параметрыh*a = 1
c* = 0.25
α = 20°
2.1 Выбор коэффициентов смещения исходного производящего контура
Выражается из формулы межосевого расстояния
,
где угол зацепления - αw (необходимо определить)
;
.
Инвалюта угла определяется по формуле
;
, 
.
Вычисляются коэффициенты смещения (суммарный, для первого и второго зубчатого колеса)
, 
, 
;