Оборудование прессовое. Прессы гидравлические, вертикальные до 100 т

 

 

1.7 Расчет приведенных моментов сил

 

Определим приведенный  к валу кривошипа момент от сил сопротивления из условия равенства мощностей приведенного момента и сил.

 

 (1.1)

 

Подставляя вместо скоростей отрезки, изображающие соответствующие скорости на планах скоростей, получим:

 

 (1.2)

 

где   – проекция отрезка на направление силы тяжести звена ВС (на вертикаль).

 

 

  (1.3)

 

При этом знак «+»будем ставить перед силами веса и силами сопротивлений тогда, когда эта сила является силой сопротивления; знак «-» перед движущими силами.

Определим значения для каждого положения механизма, результаты занесем в таблицу 1.4.

 

 

Таблица 1.4

№ положения	1	2	3	4	5	6	7
Fc, Н	0	0	0	0	0	0	0
G2, H	716,13	716,13	716,13	716,13	716,13	716,13	716,13
G3, H	1324,35	1324,35	1324,35	1324,35	1324,35	1324,35	1324,35
Mпр, Н*м	0	83,084	138,319	147,935	117,444	64,968	8,405
№ положения	8	9	10	11	12	13	14
Fc, Н	0	800	2000	4000	8800	18400	17120
G2, H	716,13	716,13	716,13	716,13	716,13	716,13	716,13
G3, H	1324,35	1324,35	1324,35	1324,35	1324,35	1324,35	1324,35
Mпр, Н*м	0	-78,605	-215,915	-437,935	-781,215	-934,024	0

1.8 Описание построения диаграмм работ, изменения кинетиской энергии, диаграммы Виттенбауэра

 

Методом графического интегрирования диаграммы приведенных моментов сил с полюсным расстоянием  получаем диаграмму работ сил сопротивления .

Диаграмма работ движущих сил – прямая линия, соединяющая начало координат с последней точкой диаграммы , так как момент движущих сил .

 

[1] стр. 135 (1.4)

 

В соответствии с выражением строим диаграмму избыточных работ (изменения кинетической энергии).

Диаграмму Виттенбауэра строим при  помощи диаграмм избыточных работ  и приведенного момента инерции , исключая общий параметр : .

 

1.9 Определение момента инерции маховика

 

По заданному коэффициенту неравномерности вращения кривошипа  и средней угловой скорости определяем углы и , образованных касательными к диаграмме Виттенбауэра с осью абсцисс.

 

[1] стр. 137

 

На диаграмме  под углами и проводим касательные до пересечения с осью в точках K, L. Величина отрезка

Момент инерции маховика находим по формуле:

 

 (1.5)

1.10 Определение закона движения звена приведения

 

Угловая скорость , [1] стр. 138 (1.6)

 

где начальная кинетическая энергия (в начале цикла).

На основании диаграммы Виттенбауэра:

 

[1] стр. 138 (1.7)

 

 

Результаты определения  приведены в таблице 1.5, на основании которой построен график . Масштабный коэффициент:

Для положения 0:

 

Таблица 1.5

№ положения	1			2	3		4		5			6	7
To	2374			2374	2374		2374		2374			2374	2374
Iмах	120,3			120,3	120,3		120,3		120,3			120,3	120,3
Iмах+Iпрi	122,53			122,83	123,36		123,45		123,09			122,69	122,53
∆Т	0			103	240		391		550			692	791
i	6,46			6,61	6,82		7,01		7,17			7,31	7,41
№ положения		8	9			10		11		12	13			14
To		3060	3060			3060		3060		3060	3060			2374
Iмах		33,5	33,5			33,5		33,5		33,5	33,5			120,3
Iмах+Iпрi		122,53	122,66			123,02		123,45		123,42	122,89			122,53
∆Т		811	850			850		765		532	152			-30
i		7,43	7,48			7,49		7,44		7,17	6,68			6,42

 

Определим среднюю угловую скорость:

 

 

Определим погрешность вычислений.

 

 

 

2 Динамический анализ рычажного механизма

2.1 Задачи динамического анализа рычажного механизма

 

Задание внешних сил, действующих на звенья механизма, позволяет  найти закон движения начального звена в виде зависимостей ω₁(t) и ε₁(t). Следовательно, при силовом расчете механизмов законы движения начального звена и всех остальных подвижных звеньев механизма считаются заданными. Угловые ускорения звеньев и линейные ускорения центров масс, определяющие силы инерции звеньев при их движении, могут быть найдены методами кинематического анализа: с использованием аналитических, графических или численных методов исследования.

Знание сил в кинематических парах необходимо для расчетов на прочность, жесткость, износостойкость, надежность, для выбора типа и размеров подшипников, определения коэффициента полезного действия и др.

Решение задач динамического  анализа механизма основано на принципе Даламбера.

2.2 Кинематический анализ

 

Найдем угловое ускорение: Угловое ускорение  определяют из дифференциального уравнения движения:

 

 (2.1)

 

где производная  вычисляется по правилу графического дифференцирования.

Для положения 13:

где – угол наклона касательной к графику .

 

    (2.2)

 

где – угол наклона касательной к графику .

Расхождение угловых  ускорений составляет:

Для расчетов принимаем  среднее значение:

Используем графический  метод построения планов скоростей  и ускорений. Определяем скорость точки  В:

 

 (2.3)

 

Принимаем масштабный коэффициент  . Тогда отрезок, изображающий , равен:

 

.

 

Определяем скорость точки С:

 

,

 

 

где ; .

Определяем ускорение точки  В:

 

 (2.4)

 

где – нормальная составляющая ускорения точки В, направленная от В к А; – тангенциальная составляющая ускорения точки В; сонаправлена с .

 

   (2.5)

 (2.6)

 

Принимаем масштабный коэффициент  и находим отрезки, изображающие и :

 

;

.

 

Определяем ускорение точки  С:

 

,

 

где – направлена от точки С к точке В; .

 

 

   (2.7)

   (2.8)

 

По свойству подобия  находим точку S₂:

.

Из плана ускорений находим:

 

      (2.9)

2.3 Определение инерционной нагрузки

 

Определяем силы и  моменты сил инерции:

 

   (2.10)

; (2.11)

.   (2.12)

 (2.13)

 

Силы инерции направлены противоположено ускорениям центров масс, а моменты сил инерции – противоположено угловым ускорениям звеньев.

 

2.4 Силовой расчет

 

Отделяем от механизма  статически определимую структурную  группу (2,3). В точке С приложена  реакция  со стороны звена 0, а в точке В – реакция со стороны звена 1. раскладываем на и . находим из уравнения:

 

 (2.15)

 

, , находим путем построения плана сил согласно уравнению равновесия группы:

 

 (2.14)

 

Принимаем масштабный коэффициент  и находим отрезки, изображающие известные силы:

 

 

 

 

 

Из плана сил находим:

Рассматриваем кривошип 1. В точке  В приложена известная реакция  со стороны звена 2: , а в точке А – реакция , которую находим путем построения плана сил согласно уравнению равновесия:

 

 (2.15)

 

Оценка точности расчетов

Находим относительную  погрешность 

 

 

 

3 Синтез зубчатого зацепления

3.1 Проектирование цилиндрической эвольвенты зубчатой передачи внешнего зацепления

 

Исходные данные для  открытой зубчатой передачи:

 – числа зубьев колёс;

–модуль зубчатых колес;

 – коэффициент высоты головки  зуба;

 – коэффициент радиального  зазора;

 – угол профиля исходного  контура.

Минимальное число зубьев:

 

 

  Коэффициентов смещения и исходного контура.

Коэффициенты смещения и должны соответствовать условию: (При отсутствии подрезания зубьев.)

 

;

 

 и  определяем по формуле:

 

;

 

Выбираем из таблиц коэффициенты смещения и :

 

  Угол зацепления  :

 

 

По таблице эвольвентных функций находим  .

Радиусы делительных окружностей:

 

 

Радиусы основных окружностей:

 

  Радиусы начальных окружностей:

 

 

Коэффициенты воспринимаемого смещения:

 

  Коэффициент уравнительного смещения:

 

 

Межосевое расстояние передачи.

 

 

 Радиусы окружностей  впадин.

 

 

Радиусы окружностей  вершин:

 

 

Высота зубьев колес:

 

 

 Окружной делительный шаг:

 

 

Угловой шаг.

 Толщины зубьев  по окружности вершин:

 

 

 

 Толщины зубьев по дуге делительной окружности:

 

 

Толщины зубьев по основным окружностям:

 

;

.

 

Толщины зубьев по начальным окружностям:

 

 

 

Радиусы кривизны эвольвент в  нижних точках активных профилей:

 

;

 

Радиусы кривизны эвольвент в граничных  точках активных профилей:

 

 

Коэффициент перекрытия:

 

 

Проверка подрезания зубьев:

 

;

 

Т.к. и , подрезание отсутствует.

Проверка отсутствия интерференции зубьев:

 и  .Т.к. и , то интерференция зубьев отсутствует.

Проверка плавности  работы передачи:

. Т.к.  , то обеспечивается достаточная плавность.

Проверка заострения зубьев:

 

 и 

 

 

Т.к. , то заострение зубьев отсутствует.

При вычерчивании картины  зацепления профилей используют длину  шага между зубьями по делительным  окружностям, равную , основного шага по линии зацепления , равную точки контакта профилей расположены на линии зацепления .

В точках изображают пунктиром профили зубьев в момент начала и в момент окончания зацепления зубьев.

Пользуясь схемой передачи, вычерченной в масштабе длин, измеряют длины отрезков и рассчитывают коэффициенты перекрытия и удельного скольжения.

Чертеж зацепления построен в масштабе

 

 

3.2 Геометрический синтез планетарного механизма

 

По заданному передаточному  отношению  и числу сателлитов требуется определить числа зубьев колес , исходя из условий соосности, сборки и соседства сателлитов, а также отсутствия подрезания и интерференции зубьев.