Проектирование и исследование механизмов колесного трактора

Строим план сил согласно уравнению равновесия структурной группы в геометрической форме.

 

 

2.5. СИЛОВОЙ РАСЧЕТ ВЕДУЩЕГО  ЗВЕНА 1

Изображаем в исходном положении и прикладываем к нему силу тяжести  силу реакции со стороны ползуна, уравновешивающую силу в точке А, направленную перпендикулярно оси  OA.

1)

2)

Строим план сил в  масштабе

2.6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ  УРАВНОВЕШИВАЮЩЕЙ СИЛЫ МЕТОДОМ  ЖУКОВСКОГО (РЫЧАГ ЖУКОВСКОГО)

Строим план скоростей, повернутый вокруг полюса плана  на угол 90° против часовой стрелки и в произвольном масштабе. В соответствующих точках прикладываем силы тяжести G_1, G_5,G₃ равнодействующие сил инерции  Ф₅, Ф₃, уравновешивающие сил инерции, уравновешивающую силу Р_ур. Момент сил инерции М_u2 кулисы приводим к рычагу:

Составляем  алгебраическое уравнение равновесия рычага:

Н*мм

  Н*мм

 

 

:

Если уравновешивающая сила получается отрицательной, то это значит, что ее направление в действительности противоположно выбранному.

Находим расхождение  в процентах по уравновешивающей силе, найденной методом планов сил ( =6885 Н) и методом рычага Жуковского ( ⁼6893 Н):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IV. РАСЧЕТ МАХОВИКА

4.1. ИСХОДНЫЕ  ДАННЫЕ

Массы звеньев:

т₁ = 12кг;  т₂ = 3,6кг;  m₃=3.5кг.

Момент инерции кривошипа

4.2. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ  ПОСТРОЕНИЯ ДИАГРАММ

Находим приведенные  к валу кривошипа моменты сил  сопротивлений. Из условия равенства мощности приведенного момента, суммарной мощности сил полезных сопротивлений и сил тяжести имеем:

Угол между векторами P и v находим по плану скоростей. Результаты измерений указываем в таблице 3

 

Значения приведенных моментов сил сопротивлений (Н*м) и ординат (мм) диаграммы

№ полож.	Мп.с	Мп.с/	Ag/ 2	Ас/ 3	5	Т11	6	7
0	0	0	0	0	0	934,9	32,1	-32,1
1	-21	-,15	-0,1	3,9	-4	986,5	33,9	-37,9
2	-80	-5,7	-0,8	7,8	-8,6	906	31,1	-39,7
3	-296	-21,1	-3,8	11,7	-15,5	935,2	32,1	-47,6
4	-663	47,4	-12,7	15,5	-28,2	1110.5	38,2	-66,4
5	-810	-57,8	-26,2	19,4	-45,6	1090,3	37,5	-83,1
6	0	0	-35,6	23,3	-58,9	934,9	32,1	-19,1
7	1654	118,1	-16,5	27,5	-43,6	937,2	32,2	-75,4
8	1528	109,1	12,5	31	-18,6	958,8	32,9	-51,5
9	775	55,3	34,2	35	-0,8	934,9	32,1	-32,9
10	261	18,6	42,8	38,8	3,9	803,3	27,6	-23,7
11	-18	-1,3	45	42,8	2,2	803,3	27,6	-25,4
12	-296	-21,1	42,2	46,6	-4,4	934,9	32,1	-36,5
13	-657	-46,9	33,3	50,5	-17,5	986,5	33,9	-51,4
14	-805	-57,5	19,8	54,4	-34,6	906	31,1	-65,7
15	0	0	10,2	58,3	-48.1	935,2	32,1	-80,2
16	1605	114,6	31,5	62,2	-30,7	1110,5	38,2	-68,9
17	1525	108.9	59,9	66,1	-6,2	1090,3	37,5	-43,7
18	779	55,6	82	70	12	934,9	32,1	-20,1
19	281	20,1	90,4	74	16,4	937,2	32,2	-15,8
20	63	4,5	93	78	15	958,8	32,9	-17,9
21	0	0	93,3	81,6	11,7	934,9	32,1	-20,4
22	0	0	93,3	85,5	7.8	803,3	27,6	-19,8
23	0	0	93,3	89,4	3,9	803,3	27,6	-23,7
24	0	0	93,3	93,3	0	934,9	32,1	-32,1

 

Строим диаграмму приведенных  моментов сил сопротивлений в  масштабе

Путём графического интегрирования при полюсном расстоянии строим диаграмму  по оси ординат:

Строим диаграмму работ  движущих сил. Принимая для рабочей машины М_Д=const, получаем линейную функцию А_Д( ). При установившемся движении за полный динамический цикл (за один оборот кривошипа) А_Д = А_С. Соединив начало координат с точкой построенной диаграммы А_С( ), получаем диаграмму.

Строим диаграмму приведенных  моментов движущих сил методом графического дифференцирования диаграммы А_Д( ) при ранее выбранном полюсном расстоянии Н.

 

 

4.3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ МАХОВИКА

Маховик проектируем  в виде тяжелого обода, материал маховика — чугун марки СЧ 15 плотностью = 7200 кг/м³.

Вводим обозначения:D-диаметр маховика, D₁ — внутренний диаметр обода маховика; D₂ — наружный диаметр; b — ширина обода маховика. Определяем размеры и массу маховика:

 

 

V. РАСЧЕТ ПЛАНЕТАРНОГО РЕДУКТОРА

5.1. ИСХОДНЫЕ  ДАННЫЕ

Схема планетарного редуктора  показана на рисунке. Передаточное отношение  планетарной части редуктора и_1H=5,6

 

 

5.2. УСЛОВИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Основные соотношения  и условия проектирования перечислены  ниже.

Формула Виллиса

u_1H=1+z₃/z₁

Условие соосности:

Условие соседства:

К < 180/arcsin z₂+2/z₁+z₂

Условие сборки: z₁+z₂/K=N

где К— число сателлитов; N— целое число.

 

5.3. ПОДБОР ЧИСЕЛ  ЗУБЬЕВ

Возможное число сателлитов определяем из условия:

Приближение

Окончательно принимаем:

Находим диаметры делительных  окружностей, принимая модуль колес

 т = 3 мм (ГОСТ 9563—60).

 Размеры колес:

Вычерчиваем схему редуктора  в двух проекциях в масштабе М 1:2.

 

VI. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭВОЛЬВЕНТНОГО ЗАЦЕПЛЕНИЯ.

 

Задано: число зубьев шестерни z₁=9; число зубьев колеса z₂=17; Модуль зацепления m= 6 мм.

Расчет геометрических параметров зацепления.

1.Передаточное отношение

2.Коэффициенты смещения  рейки

;

3.Угол зацепления

Чему соответствует  угол a_w = 28,08⁰.

4. Радиусы делительных  окружностей

 мм;

 мм.

5. Радиусы основных  окружностей

 мм;

 мм.

6. Радиусы начальных окружностей

 мм;

 мм.

7. Межосевое расстояние

 мм.

8. Радиусы окружностей впадин

 мм;

 мм.

9. Радиусы окружностей вершин

 мм;

 мм.

10. Высота зубьев

 мм;

 мм.

11. Шаг зацепления по делительной окружности

 мм.

12. Угловые шаги

;

.

13. Хорды делительных окружностей, соответствующие угловым шагам

 мм;

 мм.

14. Толщины зубьев по делительным окружностям

 мм;

 мм.

15. Углы профилей на окружностях вершин

;

  .

16. Толщины зубьев на окружностях вершин

 мм;

 мм.

17. Коэффициент перекрытия

 

Построение эвольвентного зубчатого зацепления

 

Вычерчиваем эвольвентное прямозубое неравносмещённое зубчатое  зацепление в масштабе М 2,5:1

Находим коэффициенты удельных скольжений:

Согласно одному из свойств  эвольвенты , где - длинна теоретической линии зацепления. Из чертежа находим =38,6 мм, а также 13,36 мм   и N₂P=25,24 мм

Как видим, графические  значения при построении зацепления практически совпадают с теоретически полученными.

Задаём произвольные значения радиусов кривизны эвольвенты, например с шагом 16,08мм. Вычисляем коэффициенты удельных скольжений по формулам:  λ1=1- , λ2=1-

результаты вычислений сводим в таблицу:

	X=0	X1=16,08	X2 =32,16	X3=42,24	X4=64,32	X5=80,4	X6=g=96,5
λ1		-1,65	-1,06	0,32	0,73	0,89	1
λ2	1	0,62	0,06	-0,47	-2,77	-8,43

По полученным результатам  строим диаграммы коэффициентов  удельных скольжений и в масштабе µ_λ=0,21/мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы:

1. Лачуга Ю.Ф. и др. «Теория механизмов и машин»     2005г.
2. Артоболевский И.И. «Теория механизмов и машин»     1988г.
3. Попов С.А. и др. «Курсовое проектирование по ТМ и ММ»     1998г.