Проектирование зубчатого и кулачкового механизмов

РЕФЕРАТ

Курсовой проект: 32 с, 6 таблиц, 3 приложения на листах формата А1.

Объект проектирования и исследования – механизм: зубчатый, кулачковый.

Цель курсового проекта исследовать и спроектировать зубчатый и кулачковый механизм.

В проекте сделано: синтез планетарной передачи и эвольвентного зубчатого зацепления с угловой коррекцией, синтез кулачкового механизма с вращательным движением толкателя.

В главной части сделаны необходимые расчеты для исследования зубчатого и кулачкового механизма по которым было построено черчение составных частей данного механизма.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1 Кинематическое исследование рычажного механизма

1.1 Построение плана механизма

1.2 Построение плана скоростей

1.3 Построение плана ускорения

1.4 Определение сил реакции и моментов сил инерции с использованием Метода Бруевича

1.5 Определение сил реакции и моментов сил инерции с использованием Метода Жуковского

2 Синтез зубчатого редуктора

2.1 Расчет геометрических параметров зубчатой передачи 1-2

2.2 Проверка качества зубьев и зацепления

2.3 Расчет контрольных размеров

2.4 Подбор чисел зубьев планетарного механизма

2.5 Кинетический анализ планетарного механизма

3 Синтез кулачкового механизма с вращательным движением

3.1 Расчет законов движения толкателя

3.2 Построение теоретического и действительного профиля кулачка

Выводы

Перечень ссылок

Приложение А

Приложение В

Приложение С

ВВЕДЕНИЕ

Целью этого курсового проекта является получение студентами навыков в проектировании комплексных механизмов, тоесть таких, которые состоят с нескольких частей. В этой работе таким механизмом является привод конвеера, который состоит из рычажного, зубчатого механизмов и кулачкового механизмов.

Рис.1 Кинематическая схема редуктора

Рис.2 Кинематическая схема стержневого механизма

Рис.3 Схема кулачкового механизма

 

Исходные данные

Частота вращение двигателя =1080 об/хв

Частота Вращения главного вала =92 об/хв

Модуль колёс зубчатого механизма m = 6 мм

Количество сателитов k =3

Количество зубьев колес: 1, 2 = 14; z₂ = 30

 Фазовые углы вращения кулачкового механизма φ_у=100 град;

φ_дс=40 град;

φ_в=70 град;

Ход толкателя кулачкового механизма h=74мм;

Эксцентриситет  e =28 мм;

Тип диаграммы 2

1 СИНТЕЗ ЗУБЧАСТОГО РЕДУКТОРА

1.1 Расчет геометрических параметров зубчатой передачи 1-2

Проектируем зацепление со смещением 1 – 2. Основними исходными данными при проектировании зубчатых передач является расчетный модуль m=6мм, и числа зубьев колес z₁ = 14, z₂ = 30. Параметры исходного контура коэффициент высоты головки h^*_a=1,0; коэффициент радиального зазора c^*=0,25; угол профиля исходного контура α=20°.

Коэффициент смещения исходного контура для первого и второго колеса

Х₁ = 0,536 та Х₂ = Х_Σ - Х₁ = 0,976 – 0,536 = 0,44 (выбираются согласно от чисел зубьев колёс z₁ та z₂).

Рассчитываем параметры для неравносмещенного зацепления.

Шаг по делительной окружности:

p = π∙m = 3,1416∙6 = 18,85 мм.

Радиусы делительных окружностей:

r₁=0,5∙m∙z₁=0,5∙6∙14=42 мм;

r₂=0,5∙m∙z₂=0,5∙6∙30=90 мм.

Радиусы основных окружностей:

r_b1=r₁∙cosα=42∙0,93969=39,467 мм;

r_b2=r₂∙cosα=90∙0,93969=84,572 мм.

Шаг по основной окружности:

p_b = p∙cosα=18,85 ∙0,93969=17,713 мм.

Угол зацепления:

inv α_w =  + inv α = 0,031052;

α = α_w= 25,278°;

Радиусы начальных окружностей:

r_w1= 0,5∙ m∙z₁∙= 0,5∙6∙14∙1,0392=43,646 мм;

r_w2= 0,5∙ m∙z₂∙= 0,5∙6∙30∙1,0392= 93,528 мм.

Межосевое расстояние:

a_w = r_w1 + r_w2 =43,646 +93,528=137,174 мм.

Радиусы окружности впадин:

r_f1 = m∙ (0,5∙z₁ – h^*_a – c^*) = 6 ∙ (0,5∙14 – 1,0 – 0,25)= 37,716 мм;

r_f2 = m∙ (0,5∙z₁ – h^*_a – c^*) = 6∙ (0,5∙30 – 1,0 – 0,25) = 85,140 мм.

Высота зуба определяется с условием, что в неравносмещенном и нулевом зацеплениях радиальный зазор равняется с^*∙m. Тогда:

h = a_w – r_f1 – r_f2 - с^*∙m =137,174 –37,716 – 85,140 – 0,25∙6 = 12,818 мм;

Радиусы окружности вершин:

r_a1 = r_f1 + h = 37,716 +12,818 =50,534 мм;

r_a2= r_f2 + h = 85,140 +12,818 = 97,958 мм.

Толщины зубьев по делительным окружностям:

S₁=m∙ (0,5∙π+2∙x₁∙tgα)=6∙ (0,5∙3,1416+2∙0,536 ∙0,9396) = 11,766 мм;

S₂= m∙ (0,5∙π+2∙x₂∙tgα)= 5∙ (0,5∙3,14162+2∙0,44 ∙0,9396 )= 11,347 мм.

Толщины зубьев по основным окружностям:

S_b1 = 2∙r_b1∙ () = 2∙39,467 ∙ ()= 12,233 мм;

S_b2 = 2∙r_b2∙ () = 2∙84,572 ∙ ()=13,183 мм.

Толщины зубьев по начальным окружностям:

S_w1 = 2∙r_w1∙ (-inv α_w)=2∙43,646 ∙(–)=

= 10,817 мм;

S_w2=2∙r_w2∙(-inv α_w)=2∙93,528 ∙(–)=

=8,771 мм.

Шаг по начальной окружности:

 мм.

Необходимо проверить, выполняется ли равенство: S_w1+S_w2 = P_w.

Допускается погрешность ∆≤0,02 мм.

S_w1+ S_w2=10,817 +8,771 =мм.

Имеем погрешность ∆=0 мм.

Толщина зубьев по окружностям вершин:

S_a1=2∙r_a1∙(- inv α_a)

Угол профиля на окружностях вершин α_a определяется по фомуле:

;

α_a1 = 38,647 ; inv α_a1=0,125120;

S_a1=2∙r_a1∙ (- inv α_a1)=2∙∙(  0,125120)

= 3,017 мм

α_a2=30,305; inv α_a2=0,0555546;

S_a2=2∙r_a2∙(- inv α_a2)=2∙ ∙( ) = 4,388 мм.

Коэффициент перекрытия:

Радиус кривизны эвольвенты в точке В₁:

ρ_a1=N₁B₁=31,56 мм

ρ_a2=N₂B₂=49,429 мм

Длина линии зацепления:

N₁N₂=a_w∙sinα_w=∙=58,573 мм.

Результаты расчетов заносят в табл. 2.1

Таблица 1.1 – Расчетные параметры нулевого и неравносмещенного зацепления

Параметры	Тип зацепления
	Нулевое зацепление	Неравносмещенное зацепление
z1	14	14
z2	30	30
m,мм	6	6
P, мм	18,85	18,85
Pb, мм	17,713	17,713
r1, мм	42	42
r2, мм	90	90
rb1, мм	39,467	39,467
rb2, мм	84,572	84,572
X1, мм	0	0,536
X2, мм	0	0,44
αw,град	20	25,278
rw1, мм	42	43,646
rw2, мм	90	93,528
aw, мм	132	137,174
Pw, мм	18,85	19,588
rf1, мм	34,5	37,716
rf2, мм	82,5	85,14
h, мм	13,5	12,818
ra1, мм	48	50,534
ra2, мм	96	97,958
S1, мм	9,425	11,766
S2, мм	9,425	11,347
Sw1, мм	9,425	10,817
Sw2, мм	9,425	8,771
Sb1, мм	10,033	12,233
Sb2, мм	11,377	13,183
Sa1, мм	3,876	3,017
Sa2, мм	4,424	4,338
ε	1,558	1,265