Анализ шарнирного четырехзвенника и проектирование червячного редуктора

Èñõîäíûå äàííûå:

l_AB , ì=0,05

l, ì=0,14

BC

l_DC , ì=0,16 l_AD , ì=0,10

1, ÑÒÐÓÊÒÓÐÍÛÉ ÀÍÀËÈÇ ÊÐÈÂÎØÈÏÍÎ-ÏÎËÇÓÍÍÎÃÎ ÌÅÕÀÍÈÇÌÀ

₁ Â

0 0

Íàçíà÷åíèå äàííîãî ìåõàíèçìà – ýòî ïðåîáðàçîâàíèå âðàùàòåëüíîãî äâèæåíèÿ çâåíà 1, â âîçâðàòíî-

ïîñòóïàòåëüíîå äâèæåíèå çâåíà 3. Çâåíî 1, îáðàçóþùåå ñî ñòîéêîé 4 âðàùàòåëüíóþ êèíåìàòè÷åñêóþ ïàðó, íàçûâàþò êðèâîøèïîì; çâåíî 3, îáðàçóþùàÿ ñî ñòîéêîé 0 ïîñòóïàòåëüíóþ êèíåìàòè÷åñêóþ ïàðó, -ïîëçóíîì. Òàêîé ìåõàíèçì íàçûâàåòñÿ êðèâîøèïíî-ïîëçóííûì.

Ðàññìàòðèâàåìûé ìåõàíèçì ñîñòîèò èç òðåõ ïîäâèæíûõ çâåíüåâ (n=3), è ñîäåðæèò ÷åòûðå îäíîïîäâèæíûå êèíåìàòè÷åñêèå ïàðû ïÿòîãî êëàññà (ð₅ =4), èç êîòîðûõ îäíà ÿâëÿåòñÿ ïîñòóïàòåëüíîé (Ï₃₀ ) - ñîåäèíÿåò ïîëçóí ñî ñòîéêîé 0, è òðè âðàùàòåëüíûìè (Â₀₁ ,Â₁₂ ,Â₂₃ ) -ñîåäèíÿåò ñîîòâåòñòâåííî, ñòîéêó 0 ñ êðèâîøèïîì 1, êðèâîøèï 1 ñ øàòóíîì 2 è øàòóí 2 ñ ïîëçóíîì 3. Êèíåìàòè÷åñêèõ ïàð ÷åòâåðòîãî êëàññà â ìåõàíèçìå íåò, ò.å.

ð₄ =0. Ñòåïåíü ïîäâèæíîñòè ìåõàíèçìà îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå ×åáûøåâà:

W = 3n −2p ₅ − p ₄ = 3⋅3− 2⋅4−0 =1.

Ìåõàíèçì ñîñòîèò èç îäíîé ãðóïïû Àññóðà, ñîäåðæàùåé øàòóí 2, ïîëçóí 3 è òðè êèíåìàòè÷åñêèå ïàðû (ðèñ.1), è íà÷àëüíîãî ìåõàíèçìà, ñîäåðæàùåãî êðèâîøèï 1, ñòîéêó 0 è îäíó êèíåìàòè÷åñêóþ ïàðó (ðèñ.2).

Çâåíüÿ 2 è 3, ñ òðåìÿ êèíåìàòè÷åñêèìè ïàðàìè ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé ãðóïïó Àññóðà II êëàññà âòîðîãî ïîðÿäêà âòîðîé ìîäèôèêàöèè. Êðèâîøèï 1 è ñòîéêà 6, ïðåäñòâëÿþò ñîáîé íà÷àëüíûé ìåõàíèçì.

Ñòåïåíü ïîäâèæíîñòè ãðóïïû Àññóðà:

W_çâ.2,3 = 3n⋅2p₅ = 3⋅2 −2⋅3 = 0

 Â

À 3

0

Ðèñ.1 Ãðóïïà Àññóðà Ðèñ.2 Íà÷àëüíûé ìåõàíèçì Ôîðìóëà ñòðîåíèÿ ìåõàíèçìà:

Â₀₁ → [Â₁₂ → Â₂₃ → Ï₃₀ ]

Èç ñòðóêòóðíîãî àíàëèçà ìåõàíèçìà ñëåäóåò, ÷òî äëÿ ïîëó÷åíèÿ âïîëíå îïðåäåëåííûõ äâèæåíèé çâåíüåâ, äîñòàòî÷íî ïåðâîíà÷àëüíî çàäàòü îíîìó èç çâåíüåâ îïðåäåëåííîå äâèæåíèå. Ýòî è ïîäòâåðæäàåòñÿ ïðèíöèïîì îáðàçîâàíèÿ ìåõàíèçìîâ ïî Àññóðó. Ïî ôîðìóëå ñòðîåíèÿ ìåõàíèçìà ìîæíîïîñòðîèòü åãî ñòðóêòóðíóþ ñõåìó.

1.2 ÑÒÐÓÊÒÓÐÍÛÉ ÀÍÀËÈÇ ÌÅÕÀÍÈÇÌÀ ÏÎÄÀÒ×ÈÊÀ ÕËÅÁÎÐÅÇÀÒÅËÜÍÎÉ ÌÀØÈÍÛ ÌÐÕ-200

Ðàññìàòðèâàåìûé ìåõàíèçì ïîäàò÷èêà õëåáîðåçàòåëüíîé ìàøèíû ÌÐÕ – 200 ñîñòîèò èç ñëåäóþùèõ çâåíüåâ:

íåïîäâèæíûõ äåòàëåé ìåõàíèçìà – ñòîåê 0; çâåíà 1 îáðàçóþùåãî ñî ñòîéêîé 0 âðàùàòåëüíî êèíåìàòè÷åñêóþ

ïàðó - êðèâîøèïîì; êà÷àþùåãîñÿ çâåíà 3 - êîðîìûñëà; çâåíà 2 -øàòóíà.

Ìåõàíèçì ïîäàò÷èêà õëåáîðåçàòåëüíîé ìàøèíû ÌÐÕ – 200, ñëóæèò äëÿ ïðåîáðàçîâàíèÿ âðàùàòåëüíîãî äâèæåíèÿ êðèâîøèïà 1 â âîçâðàòíî-âðàùàòåëüíîå äâèæåíèå çâåíà 3.

Ò.ê. çâåíî 1 – êðèâîøèï (ñîâåðøàåò ïîëíûé îáîðîò), à çâåíî 3 – êîðîìûñëî (ñîâåðøàåò íåïîëíûé îáîðîò, òî ìåõàíèçì äàííîé ìàøèíû ÌÐÕ – 200, ÿâëÿåòñÿ êðèâîøèïíî-êîðîìûñëîâûì.

Òðè ïîäâèæíûå çâåíà (n=3) è ñòîéêà 0 ìåõàíèçìà ïîäàò÷èêè õëåáîðåçàòåëüíîé ìàøèíû ÌÐÕ – 200 îáðàçóþò ÷åòûðå êèíåìàòè÷åñêèå ïàðû V êëàññà. Âðàùàòåëüíûå ïàðû (p₅ =4) îáðàçîâàíû çâåíüÿìè 0 è 1, 1 è 2, 2 è 3, 3 è 0 (B₀₁ , B₁₂ , B₂₃ , B₃₀ ). Ñòåïåíü ïîäâèæíîñòè ìåõàíèçìà îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå ×åáûøåâà:

W =3n−2p₅ −p₄ =3⋅3−2⋅4−0 =1

ò.å. ìåõàíèçì èìååò îäíî âåäóùåå çâåíî.

Ìåõàíèçì õëåáîðåçàòåëüíîé ìàøèíû ÌÐÕ – 200 ñîñòîèò èç îäíîé ãðóïïû Àññóðà, ñîäåðæàùåé øàòóí 2 è

êîðîìûñëî 3, è èç íà÷àëüíîãî ìåõàíèçìà, âêëþ÷àþùåãî êðèâîøèï 1 è ñòîéêó 0 (ðèñ 1,2). Ãðóïïîé Àññóðà íàçûâàþò

êèíåìàòè÷åñêóþ öåïü, ïîëó÷àþùàÿ íóëåâóþ ïîäâèæíîñòü ïîñëå ïðèñîåäèíåíèÿ åå ê ñòîéêå.

W_ãð2,3 =3n−2p₅ =3⋅2−2⋅3=0

Çâåíî 2 è 3 ñ òðåìÿ êèíåìàòè÷åñêèìè ïàðàìè B, C, D îáðàçóþò ãðóïïó Àññóðà II êëàññà âòîðîãî ïîðÿäêà

ïåðâîé ìîäèôèêàöèè. Êðèâîøèï 1 è ñòîéêà 0, ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé íà÷àëüíûé ìåõàíèçì.

C B

1

ðèñ.1. Ãðóïïà Àññóðà ðèñ.2. Íà÷àëüíûé ìåõàíèçì

Ôîðìóëà ñòðîåíèÿ ìåõàíèçìà:

B01 → [B12 →B23 →B30]

2.ÊÈÍÅÌÀÒÈ×ÅÑÊÈÉ ÀÍÀËÈÇ ÌÅÕÀÍÈÇÌÀ ÏÎÄÀÒ×ÈÊÀ ÕËÅÁÎÐÅÇÀÒÅËÜÍÎÉ ÌÀØÈÍÛ ÌÐÕ-200

2.1 Ïîñòðîåíèå ïëàíîâ ïîëîæåíèé ìåõàíèçìà ïîäàò÷èêà õëåáîðåçàòåëüíîé ìàøèíû

ÌÐÕ-200

Ïðèíèìàþ ïðîèçâîëüíóþ äèíó êðèâîøèïà íà ÷åðòåæå AB=50 ìì. Ìàñøòàá äëèíû:

l 0,05

µ _l = ^AB = =0,001ì/ìì

AB 50

Ìàñøòàá äëèíû çâåíüåâ:

l 0,14

BC = ^BC = =140 ìì µ_l 0,001 l 0,16

CD = ^CD = =160ìì

µ _l 0,001 l 0,1

AD = ^AD = =100ìì

µ _l 0,001

Ïî ïîëó÷åííûì äàííûì ñòðîèì ñõåìó ìåõàíèçìà â 12 ïîëîæåíèÿõ. Äëÿ ýòîãî ïðîâîäèì îêðóæíîñòü ðàäèóñîì À è äåëèì åå íà 12 ðàâíûõ ÷àñòåé, íà÷èíàÿñ íóëåâîãî.  êà÷åñòâå íóëåâîãî ïîëîæåíèÿ âûáèðàåì òî, ïðè êîòîðîì êîðîìûñëî îêàçûâàåòñÿ â ëåâîì êðàéíåì ïîëîæåíèè, äëÿ ÷åãî íà ðàññòîÿíèè AD íàìå÷àåì òî÷êó D è èç íåå êàê èç öåíòðà îïèøåì äóãó ðàäèóñîì CD. Èç òî÷êè À êàê èç öåíòðà ñäåëàåì íà ýòîé äóãå äâå çàñå÷êè – îäíó ðàäèóñîì CB-AB – ýòî áóäåò íóëåâîå ïîëîæåíèå òî÷êè Ñ, ò.å. Ñ₀ , äðóãóþ – ðàäèóñîì CB+AB – ýòî áóäåò òî÷êà C₈ , ñîîòâåòñòâóþùàÿ êðàéíåìó ïðàâîìó ïîëîæåíèþ êîðîìûñëà CD. Òî÷êè äåëåíèÿ îêðóæíîñòåé ðàäèóñà AB ñîåäèíÿåì ïðÿìûìè ëèíèÿìè ñ òî÷íîé A, îáîçíà÷àåì B₀ , B₁ ,…, B₁₁ èç íèõ ðàäèóñîì BC ïðîâîäèì çàñå÷êè íà äóãå ðàäèóñà DC. Ïîëó÷åííûå òî÷êè C₀ , C₁ ,…, C₁₁ ñîåäèíÿåì ïðÿìûìè ëèíèÿìè ñîîòâåòñòâåííî ñ òî÷êàìè B₀ , B₁ ,…, B₁₁ è ñ òî÷êîé D. Òàêèì îáðàçîì, ÿ ïîëó÷èë 12 ïëàíîâ ìåõàíèçìà, ïîñòðîåííûõ â ìàñøòàáå µ _l =0,001 ì/ìì.

2.2 Ïîñòðîåíèå ïëàíîâ ñêîðîñòåé òî÷åê çâåíüåâ ìåõàíèçìà ïîäàò÷èêà õëåáîðåçàòåëüíîé ìàøèíû ÌÐÕ-200 Îïðåäåëÿåì ñêîðîñòü òî÷êè Â:

V_B = ω₁ •l_AB =22•0,05 =1,1 ì/ñ.

Äëÿ îïðåäåëåíèÿ ñêîðîñòè òî÷êè Ñ ñîñòàâëÿåì äâà âåêòîðíûõ óðàâíåíèÿ:

VC =VB +VCB, VC =VD +VCD .

Ðåøàÿ ýòè óðàâíåíèÿ ãðàôè÷åñêè, ïîëó÷àåì ïëàíû ñêîðîñòåé. Ïîñòðîåíèå ïëàíà ñêîðîñòåé ïðîèçâîäèòüñÿ ñëåäóþùèì îáðàçîì:

Èç ïðîèçâîëüíî âûáðàííîãî ïîëþñà ð îòêëàäûâàåì îòðåçîê ïðîèçâîëüíî âçÿòîé äëèíû ðb=44 ììâ íàïðàâëåíèè, ïåðïåíäèêóëÿðíîì çâåíó ÀÂ â 1-îì ïîëîæåíèè, â ñòîðîíó íàïðàâëåíèÿ óãëîâîé ñêîðîñòè ω ₁ . Ìàñøòàáíûé êîýôôèöèåíò ïëàíà ñêîðîñòåé áóäåò:

V 1,1

µ _V = ^B = =0,025,ì/ñ⋅ìì. pb 44

×åðåç òî÷êó b ïðîâîäèì ëèíèþ âåêòîðà V _Cb ïåðïåíäèêóëÿðíî çâåíó BC, à ÷åðåç ïîëþñ p – ëèíèþ âåêòîðà

V _CD ïåðïåíäèêóëÿðíî çâåíó CD. Òî÷êà ïåðåñå÷åíèÿ ýòèõ âåêòîðîâ îïðåäåëÿåò êîíåö âåêòîðà pc , êîòîðûé â ìàñøòàáå µ _V èçîáðàæàåò ñêîðîñòü òî÷êè C. Ÿ âåëè÷èíà îïðåäåëèòñÿ:

V_C = pc• µ_V =3•0,025 =0,075ì/ñ

Îòíîñèòåëüíàÿ ñêîðîñòü V _Cb îïðåäåëÿåòñÿ:

V_CD =cb• µ_V =41 •0,025 =1,025ì/ñ

Óãëîâàÿ ñêîðîñòü êîðîìûñëà îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå:

V 0,075 ω _CD = ^CD = =0,47 1/ñ, l_CD 0,16

(îòíîñèòåëüíàÿ ñêîðîñòü V _CD ðàâíà àáñîëþòíîé), óãëîâàÿ ñêîðîñòü øàòóíà:

V 1,025

ω _CB = ^CB = =7,32 1/ñ.

l_CB 0,14

Ðåçóëüòàòû âû÷èñëåíèé ñêîðîñòåé ñâåäåíû â òàáëèöó 1.

2.3 Ïîñòðîåíèå ãðàôèêà èçìåíåíèÿ ñèëû ïîëåçíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ

Ïî óñëîâèþ çàäàíèÿ ïëàí óñêîðåíèé è ñèëîâîé àíàëèçìåõàíèçìà ñëåäóåò âûïîëíèòü äëÿ ïîëîæåíèÿ ìåõàíèçìà, êîãäà òî÷êà Ñ ðàçâèâàåò ìàêñèìàëüíóþ ìîùíîñòü N_max =F_C ⋅V_C . Äëÿ îïðåäåëåíèÿ N_max íåîáõîäèìî çíàòü çíà÷åíèå ñèëû F_C âî âñåõ ïîëîæåíèÿõ ìåõàíèçìà, ñ òåì ÷òî áû ïîòîì èç ïðîèçâåäåíèé F_C ⋅V_C âûáðàòü íàèáîëüøåå. Ïîýòîìó ñëåäóåò ïîñòðîèòü ãðàôèê F_C = (β _max ). Äëÿ ýòîãî ïðîâîæó ëèíèþ ÷åðåç äâà êðàéíèõ ïîëîæåíèÿ â òî÷êàõ Ñ₀ è Ñ₈ . Çàòåì ïðîâîæó ëèíèþ íàä Ñ₀ Ñ₈ ïàðàëëåëüíóþ åé – ïîëó÷àåì îñü àáñöèññ, (ñì. ñõåìó), ïðîâåäÿ ê íåé ïåðïåíäèêóëÿð èç òî÷êè Ñ₀ , ïîëó÷àåì òî÷êó à – íà÷àëî êîîðäèíàò, à ïðîâåäÿ ïåðïåíäèêóëÿð èç òî÷êè Ñ₈ , ïîëó÷àåì òî÷êó d, îãðàíè÷èâàþùóþ õîä òî÷êè Ñ. Èç òî÷êè à ïðîâîäèì îñü îðäèíàò. Èç òî÷êè d ïî îñè àáñöèññ îòëîæó îòðåçîê 0,6β _max, âîññòàíàâëèâàåì èç ïîëó÷åííîé òî÷êè F₀ îðäèíàòó F₀ F_max ïðîèçâîëüíîé äëèíû (â ìîåì ñëó÷àå F₀ F_max =36 ìì). Ýòà îðäèíàòà âûðàæàåòñÿ â ìàñøòàáå µ_F ìàêñèìàëüíóþ ñèëó ïîëåçíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ F_Cmax .

Âåëè÷èíó ìàñøòàáíîãî êîýôôèöèåíòà íàéäó èç âûðàæåíèÿ:

F 1,8

µ _F = ^C = =5⋅10^{− 2} ,êÍ/ìì.

y_max 36

Ñîåäèíèâ ïðÿìîé ëèíèåé òî÷êè a è F_m è ïðîâåäÿ èõ òî÷êè F_m ãîðèçîíòàëüíóþ ëèíèþ íà ðàññòîÿíèå 0,6β _max îò îñè îðäèíàò, ïîëó÷àåì èñêîìûé ãðàôèê F_C (β _max ). Ïðè äâèæåíèè òî÷êè Ñ â ïðàâî ñèëà F_C óâåëè÷èâàåòñÿ ïî ëèíåéíîìó çàêîíó äî ìàêñèìàëüíîãî çíà÷åíèÿ (òî÷êà F_m ), à ïðè äâèæåíèè âëåâî ñèëû F_C ðàâíà íóëþ. Ïðîâåäÿ èç òî÷åê C₁ ,C₂ ,C₃ ,C₄ ,C₅ ,C₆ ,C₇ ,C₈

âåðòèêàëüíûå ëèíèè äî ïåðåñå÷åíèÿ èõ ñ ãðàôèêîì F_C (β _max ), ïîëó÷àåì ñîîòâåòñòâóþùèå êîîðäèíàòû y ₁ , y ₂ ,..., y ₈ , ïî êîòîðûì ìîæíî ñóäèòü îâåëè÷èíå ñèëû ñîïðîòèâëåíèÿ â ëþáîì ïîëîæåíèè ìåõàíèçìà. Ðåçóëüòàòû âû÷èñëåíèé ñâåäåíû â òàáëèöó 1.

Àíàëèç äàííûõ òàáëèöû 1 ïîêàçûâàåò, ÷òî íàèáîëüøóþ ìîùíîñòü ìåõàíèçì ïîäàò÷èêà õëåáîðåçàòåëüíîé ìàøèíû ðàçâèâàåò â ÷åòâåðòîì ïîëîæåíèè, ò.å. N_max =1800⋅1,3=2,34êÂò, òàê êàê ìîùíîñòü Nîïðåäåëÿåòñÿ ïðîèçâåäåíèåì F_C ⋅V_C , à ýòè ïàðàìåòðû äàþò ìàêñèìàëüíîå ïðîèçâåäåíèå èìåííî â ïÿòîì ïîëîæåíèè.

Ñëåäîâàòåëüíî, ïëàí óñêîðåíèé íåîáõîäèìî ñòðîèòü äëÿ ìåõàíèçìà ïîäàò÷èêà õëåáîðåçàòåëüíîé ìàøèíû, êîãäà îí íàõîäèòñÿ â ïÿòîì ïîëîæåíèè.  ýòîì æå ïîëîæåíèè ìåõàíèçìà îïðåäåëÿþòñÿ ðåàêöèè â êèíåìàòè÷åñêèõ ïàðàõ çâåíüåâ è óðàâíîâåøèâàþùàÿ ñèëà F_y .

2.4 Ïîñòðîåíèå ïëàíà óñêîðåíèé

Èç àíàëèçà ïëàíîâ ñêîðîñòåé âèäíî, ÷òî íàèáîëüøåé ìîùíîñòüþ òî÷êà Ñ áóäåò îáëàäàòü â 5– îì ïîëîæåíèè, ò.ê. ïðè ïîñòîÿííîé ñèëå ìîùíîñòü çàâèñèò îò ñêîðîñòè, à ñêîðîñòü òî÷êè Ñ ìàêñèìàëüíà â 5 – îì ïîëîæåíèè.

Ïîýòîìó ïëàí óñêîðåíèé ñòîèì äëÿ 5 - ãî ïîëîæåíèÿ. Îïðåäåëÿåì óñêîðåíèå òî÷êè Â:

a_B =a_B ⁿ = ω² _AB •l_AB =22² •0,05 =24,2ì/ñ²

Äëÿ îïðåäåëåíèÿ óñêîðåíèÿ òî÷êè Ñ ñîñòàâëÿåì äâà âåêòîðíûõ óðàâíåíèÿ:

~ ~

n l n laC =aB +aCB +aCB, aC =aD +aCD +aCD.

n n

Íîðìàëüíûå óñêîðåíèÿ a è _CB a îïðåäåëÿþòñÿ: _CD

n VCB 2 0,72 2

c_CB = = =3,5ì/ñ

l_CB 0,14 2 2

V

cCDn = C =1,3 =10,56ì/ñ2 l_CD 0,16

Âûáèðàåì ïðîèçâîëüíî ïîëþñ Π è èç íåãî ïàðàëëåëüíî êðèâîøèïó ÀÂ â íàïðàâëåíèè îò À ê Â ïðîâîäèì ïðÿìóþ Ïb ïðîèçâîëüíîé äëèíû (ïðèìåì Ïb=96,8 ìì). Ìàñøòàá ïëàíà óñêîðåíèé áóäåò:

a 24,2

µ_a =0,25ì/ñ² Ĥìì

Èç ïîëþñà Ï ïðîâîäèì ïðÿìóþ ïàðàëëåëüíî CD â íàïðàâëåíèè îò C ê D è íà íåé îòêëàäûâàåì îòðåçîê:

a_CD ⁿ 10,56

∏C_n = = =42,24ìì

µ_a 0,25

Èç òî÷êè b ïðîâîäèì ïðÿìóþ ïàðàëëåëüíî BC â íàïðàâëåíèè îò C ê B è íà íåé îòêëàäûâàåì îòðåçîê:

aCB n 3,5

bb_n = = =14ìì

µ_a 0,25

Èç òî÷åê ñ_n è b_n ïðîâîäèì ïðÿìûå ëèíèè ïåðïåíäèêóëÿðíî Ïñ_ï è bb_n äî ïåðåñå÷åíèÿ èõ â òî÷êå Ñ. Îòðåçêè ññ_ï è b_n c èçîáðàæàþò â ìàñøòàáå µ _à òàíãåíöèàëüíûå óñêîðåíèÿ òî÷êè Ñ îòíîñèòåëüíî òî÷åê D è B. Îòðåçîê ñîåäèíÿþùèé ïîëþñ Ï ñ òî÷êîé Ñ, èçîáðàæàåò ïîëíîå óñêîðåíèå òî÷êè Ñìåõàíèçìà, à îòðåçêè, ñîåäèíÿþùèå ïîëþñ ñ ñåðåäèíàìè îòðåçêîâ Ïb, bc è Ïñ – ïîëíûå óñêîðåíèÿ öåíòðîâ ìàññ çâåíüåâ ìåõàíèçìà. Çíà÷åíèÿ óñêîðåíèé:

~

a_CB ^l =b_n c• µ_a =55•0,25 =13,75ìì/ñ²

~

a_CD ^l =c_n c• µ_a =10•0,25 =5 ìì/ñ²

a =bc•µ =57 •0,25 =14,25 ìì/ñ²

CB a a_CD =a_C = Πc•µ_a =44•0,25 =11ìì/ñ² a_{S 1} = ΠS₁ • µ_a =48,4•0,25 =12,1 ìì/ñ² a_{S 2} = ΠS₂ • µ_a =69•0,25 =17,25ìì/ñ² a_{S 3} = ΠS₃ • µ_a =22•0,25 =5,5 ìì/ñ²

~ l

a 13,75

ε _CB = ^CB = =98,2 1/ñ² .

l_CB 0,14

~

aCD l 5 2 ε _CD = = =31,2 1/ñ.

l_CD 0,16

Òàíãåíöèàëüíûå óñêîðåíèÿ íàïðàâëåíû ïî ÷àñîâîé ñòðåëêå.

3.ÄÈÍÀÌÈ×ÅÑÊÈÉ ÀÍÀËÈÇ ÌÅÕÀÍÈÇÌÀ

3.1 Îïðåäåëåíèå èíåðöèîííûõ íàãðóçîê

Ïðèíÿâ êîýôôèöèåíò (ïîãîííàÿ ìàññà) q=20 êã/ì, îïðåäåëÿåì ìàññû çâåíüåâ è èõ ñèëû âåñà:

m₁ =q•l_AB =20•0,05 =1êã; G₁ =m₁ g=1 •9,8=9,8Í; m₂ =q•l_BC =20•014, =2,8êã; G₂ =m₂ g=2,8•9,8=27,44Í;m₃ =q•l_CD =20•016, =3,2êã; G₃ =m₃ g=3,2•9,8=31,36Í;

Ñèëû èíåðöèè:

F_{U 1} =m₁ •a_{S 1} =1•12,1 =12,1 Í

F_{U 2} =m₂ •a_{S 2} =2,8•17,25 =48,3Í

F_{U 3} =m₃ •a_{S 13} =3,2•5,5 =17,6 Í

Ìîìåíòû èíåðöèè çâåíüåâ:

m

^I S2

m

^I S3 Ìîìåíòû ñèë èíåðöèè:

M_{U 2} =I_{S 2} •ξ_CB =0,0046•98,2 =0,45Í/ì

M_{U 3} =I_{S 3} •ξ_CD =0,0068•31,2 =0,21Í/ì

3.2 Îïðåäåëåíèå ðåàêöèé â êèíåìàòè÷åñêèõ ïàðàõ

Äëÿ îïðåäåëåíèÿ ðåàêöèé â êèíåìàòè÷åñêèõ ïàðàõ âîñïîëüçóþñü ïðèíöèïàìè Äàëàìáåðà è ñòàòè÷åñêîé îïðåäåëèìîñòüþ ãðóïïû Àññóðà. Âû÷åð÷èâàþ ãðóïïó Àñóðà (çâåíüÿ 2-3) â íàòóðàëüíóþ âåëè÷èíó (ìîæíî òàêæå èñïîëüçîâàòü óæå âû÷èñëåííûé ìàñøòàáíûé êîýôôèöèåíò µ _l ) â ïîëîæåíèè 5 (ñì.ñõåìó) è ïðèêëàäûâàþ ê íåé â ñîîòâåòñòâóþùèõ òî÷êàõ âñå äåéñòâóþùèå ñèëû âåñà çâåíüåâ G₂ , G₃ ; ñèëû èíåðöèè â øàðíèðàõ  è D ðàñêëàäûâàþ íà íîðìàëüíûå è òàíãåíöèàëüíûå ñîñòàâëåíèÿ; ñèëó ïîëåçíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ F_C . Ñèëû èíåðöèè F_u2 è F_u3 íàïðàâëåíû ïðîòèâîïîëîæíî óñêîðåíèÿì a_s2 è a_s3 , à ìîìåíòû ñèë èíåðöèè M_u2 è M_u3 , íàïðàâëåíû ïðîòèâîïîëîæíî óãëîâûì óñêîðåíèÿì ξ _CD è ξ _CB .

Îïðåäåëÿþ ðåàêöèè R è ₁₂ ^τ R , äëÿ ÷åãî ñîñòàâèë óðàâíåíèÿ ðàâíîâåñèÿ êàæäîãî èç çâåíüåâ: ₀₃ ^τ

M_u2 =0;

M_u3 =0.

Èç ýòèõ óðàâíåíèé ïîëó÷àåì:

Fh -Gh +M

R12τ = u2 1 2 2 u2 =48,3•70-27,44•38+0,45 =16,7Í

BC 140

Gh -Fh +M

R03τ = 3 4 u3 3 u3 =31,36•34-17,6•19+0,21 =4,57Í

DC 160

Äëÿ îïðåäåëåíèÿ íîðìàëüíûõ ñîñòàâëÿþùèõ R è ₁₂ ^τ R ñîñòàâëÿåì óðàâíåíèÿ ðàâíîâåñèÿ ãðóïïû Àññóðà: ₀₃ ^τ

Äëÿ îïðåäåëåíèÿ ìàñøòàáà ñèë µ _F ïðèìó, ÷òî íàèáîëüøàÿ ñèëà, âõîäÿùàÿ â ýòî óðàâíåíèå – F_C èçîáðàæàåòñÿ îòðåçêîì fk äëèíîé â 60ìì. Òîãäà ìàñøòàá ïëàíà ñèë áóäåò:

F 1800

µ_F = ^C = =30Í/ìì fk 60

Îñòàëüíûå ñèëû îïðåäåëÿþòñÿ íà ÷åðòåæå îòðåçêàìè:

R

ab= ¹² ==0,56 ìì

µ_F

G

bc= ² ==0,91ìì

µ_F

F

cd = ^u2 ==1,61 ìì

µ_F

G 31,36

de= ³ = =1,05ìì

µ_F 30

F 17,6

ef = ^u3 = =0,58 ìì

µ_F 30

R 4,57

kl= ⁰³ = =0,15ìì

µ_F 30

Äàííûå äëÿ ïîñòðîåíèÿ ïëàíà ñèë ãðóïïû Àññóðà ñâåäåíû â òàáëèöó 2.

Ïðè ýòèì îòðåçêàì ñòðîèì ïëàí ñèë, íà÷èíàÿ ñ òî÷êè à; èç òî÷êè l ïðîâîæó ïðÿìóþ ïàðàëëåëüíóþ R₀₃ ⁿ , à èç òî÷êè a – ïðÿìóþ, ïàðàëëåëüíóþ R Ýòè ïðÿìûå ïåðåñåêàþòñÿ â òî÷êå t (ñì. ïðèëîæåíèå). Îòðåçêè at è ltâ ₁₂ ⁿ .

ìàñøòàáå µ_F èçîáðàæàþò òàíãåíöèàëüíûå ñîñòàâëÿþùèå ðåàêöèé R è ₁₂ ⁿ R , âåëè÷èíû êîòîðûõ îïðåäåëÿþòñÿ: ₀₃ ⁿ R₁₂ ⁿ =at⋅µ _F =72⋅30 =2160H;

R₀₃ ⁿ =lt⋅µ _F =38⋅30 =1140H.

Äëÿ îïðåäåëåíèÿ âåëè÷èíû óðàâíîâåøèâàþùåé ñèëû F_ó , äëÿ ÷åãî ñîñòàâëþ óðàâíåíèÿ ðàâíîâåñèÿ âåäóùåãî çâåíà:

∑M_(A) =F_y ⋅AB−R₁₂ ⋅h₁ −G₁ ⋅h₂ =0,

çâ.1

îòêóäà íàõîæó

R ⋅h +G ⋅h 2160⋅50+9,8⋅22

^F _y 12 1 1 2 .

Äëÿ îïðåäåëåíèÿ ðåàêöèé â øàðíèðå À (R₀₁ ) çàïèøó óðàâíåíèå âåêòîðíîé ñóììû ñèë, äåéñòâóþùèõ íà êðèâîøèï:

∑F =F_y +R₂₁ +G₁ +F_u1 +R₀₁ =0.

çâ.1

Ïðè îïðåäåëåíèè ìàñøòàáà ïëàíà ñèë µ_F ÿ ïðèíÿë, ÷òî íàèáîëüøàÿ ñèëà âõîäÿùàÿ â óðàâíåíèå – F_y , èçîáðàæåííàÿ îòðåçêîì ab äëèíîé 108ìì. Èç ýòîãî îïðåäåëþ ìàñøòàá ïëàíà ñèë:

F_y 2164,312

µ_F = = =20Í/ìì ab 108

Äàííûå äëÿ ïîñòðîåíèÿ ïëàíà ñèë âåäóùåãî çâåíà ñâåäåíû â òàáëèöó 3; (ñì.ñõåìó). Èç ïëàíà ñèë âåäóùåãî çâåíà îïðåäåëèòüñÿ R₀₁ :

R₀₁ =ea⋅µ _F =1⋅20 =20Í.

Òàêèì îáðàçîì, ìåòîäîì êèíåòîñòàòèêè îïðåäåëåíû ðåàêöèè âî âñåõ êèíåìàòè÷åñêèõ ïàðàõ è âåëè÷èíà óðàâíîâåøèâàþùåé ñèëû; óêàçàííûå çàäà÷è ðåøåíû äëÿ ìåõàíèçìà â 5-îì ïîëîæåíèè, êîãäà òî÷êà ïðèëîæåíèÿ ñèëû ïîëåçíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ ðàçâèâàåò íàèáîëüøóþ ìîùíîñòü.

3.3 Ïîñòðîåíèå ãðàôèêà ïðèâåäåííûõ ìîìåíòîâ ñèë ñîïðîòèâëåíèÿ

Ñèëà F îïðåäåëèòñÿ èç óðàâíåíèÿ ðàâíîâåñèÿ ðû÷àãà Æóêîâñêîãî: _y

F_y ⋅pb=F_c ⋅pc,

îòêóäà

F pc

F_y = ^C .

pb

Ïðèâåäåííûé ìîìåíò ñèë ñîïðîòèâëåíèÿ îïðåäåëÿåòñÿ êàê T_C =F_n ⋅l_AB ,ãäå F_n = F_y . Ðåçóëüòàòû âû÷èñëåíèé ñâåäåíû â òàáëèöó 4.

Ïðèíÿâ ìàêñèìàëüíóþ îðäèíàòó y _max =53 ìì, îïðåäåëÿþ ìàñøòàá äèàãðàììû T_C (ϕ):

T 106,36

µ _T = ^Cmax = =2Íì/ìì.

y_max 53

T

Íàõîæó îðäèíàòû y= (ðåçóëüòàòû â òàáëèöå 4) è ïî ïîëó÷åííûì çíà÷åíèÿì ñòðîþ ãðàôèê T_C (ϕ).

µ _T

Èíòåãðèðóÿ ãðàôè÷åñêè ýòó äèàãðàììó, ïîëó÷àþ äèàãðàììó ðàáîòû ñèë ñîïðîòèâëåíèÿ.

ÎÊ =30ìì – ïðèíÿòîå ìíîþ ïîëþñíîå ðàññòîÿíèå.

Ñîåäèíèâ ïðÿìîé ëèíèåé íà÷àëî è êîíåö ãðàôèêà A_C (ϕ), ïîëó÷àþ ãðàôèê ðàáîò äâèæóùèõñÿ ñèë A_D (ϕ).

Äèôôåðåíöèðóÿ åãî, ïîëó÷àþ ãðàôèê ìîìåíòîâ äâèæóùèõñÿ ñèë – îí ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ïðÿìóþ ëèíèþ, ïàðàëëåëüíóþ àáñöèññå. Âåëè÷èíà ìîìåíòà äâèæóùèõ ñèë îïðåäåëÿåòñÿ:

T_D = y_D •µ_T =21•2 =42Íì,

ãäå ó_D - îðäèíàòà ãðàôèêà T_D ( )ϕ.

Ìîùíîñòü íà âàëó êðèâîøèïà îïðåäåëèòüñÿ ïî ôîðìóëå :

P =T_D ⋅ω ₁ =42⋅22 =924Âò= 0,924ÊÂò.

Òàáëèöà 1

Òàáëèöà 2

Òàáëèöà 2

Òàáëèöà 3

4.ÊÈÍÅÌÅÒÈ×ÅÑÊÈÉ ÐÀÑ×ÅÒ ÏÐÈÂÎÄÀ

Èñõîäíûå äàííûå :

N=0.924 êÂò ω =12ñ^{− 1}

Ïîäáîð ýëåêòðîäâèãàòåëÿ:

4.1 ×àñòîòà âðàùåíèÿ âàëà èñïîëíèòåëüíîãî ìåõàíèçìà: n îá/ìèí;

i =i_ðì ⋅i_çï = (2÷5) (⋅ 8÷40) = (16÷200);n_îá =114,59⋅(16÷200) (= 1834÷22929);

4.2 Îáùèé êîýôôèöèåíò ïîëåçíîãî äåéñòâèÿ ïðèâîäà η = η _çï ⋅η _ïê ² ⋅η _ðï =0,85⋅0,99² ⋅0,95 =0,791;

η_ïê =0.99 – ê.ï.ä. ïàðû ïîäøèïíèêîâ êà÷åíèÿ; η_÷ï =0.85 – ê.ï.ä. ÷åðâÿ÷íîé ïåðåäà÷è; η_ïñ =0.95 – ê.ï.ä. ðåìåííîé ïåðåäà÷è.

4.3 Ïîòðåáíàÿ ìîùíîñòü ýëåêòðîäâèãàòåëÿ

Näâ. = N = 0,924=1,167êÂò; η 0,791

4.4 Ïåðåäàòî÷íîå ÷èñëî ïðèâîäà

Uîáù. = níîì. = 2880 =25,13;

n₃ 114,59

4.5 Ïåðåäàòî÷íîå ÷èñëî ðåìåííîé ïåðåäà÷è i

iðì = îáù. = 25,13 =2,513

i_çï 10

Z=4, òî U_÷åðâ =10

Òàáëèöà 4.1

Ñèíõðàíèç. ×àñòîòà âðàùåíèÿ	n ïðè N=1,5	n U = ýë.äâ nïð.	Uðåì	U÷åðâ
3000	2880	=25,13	2,513	10

Îïðåäåëåíèå êèíåìàòè÷åñêèõ è ñèëîâûõ ïàðàìåòðîâ ïðèâîäà.

4.6 Ïåðåäàòî÷íûå ÷èñëà ñòóïåíåé ïåðåäà÷ ïðèâîäà

U_ðåì =2.513

U_÷åðâ =10

U_îáù =U_ðåì ⋅U_÷åðâ =2,513⋅10 =25,13

4.7 ×àñòîòà âðàùåíèÿ âàëîâ ïðèâîäà:

n₁ =n_ýë.äâ =2880 n₂ =n₁ /U_ðåì =2880/2,513=1145,9 n₃ =n₂ /U_÷åðâ =1145,9/10=114,59

Ìîùíîñòè.

4.8 Ìîùíîñòè íà âàëàõ: P₃ =P_ïð.â =0,924 êÂò

P₂ =P₃ /η_÷ï =0,924/0,85=1,087 êÂò

P₁ =P₂ /η_ðï =1,087/0,95=1,144 êÂò

Âðàùàþùèå ìîìåíòû íà âàëàõ 4.9 Ìîìåíòû íà âàëàõ:

P 1,144

T₁ =9550 ¹ =9550 =3,794Íì

n₁ 2880

T₂ =T₁ ⋅U_ðåì ⋅η _ðåì =3,794⋅2,513⋅0,95 =7,689Íì

T₃ =T₂ ⋅U_÷åð ⋅η _÷åð =7,689⋅10⋅0,85 =65,356 Íì

Òàáëèöà 4.2

Ðåçóëüòàòû êèíåìàòè÷åñêîãî ðàñ÷åòà

ÂÀËÛ	1	2		3
Ïåðåäà÷à	Ðåìåííàÿ	×åðâÿ÷íàÿ
ÊÏÄ	0,95	0,85
Ïåðåäàòî÷íîå ÷èñëî U	2,513	10
×àñòîòà âðàùåíèÿ n	2880	1145,9		114,59
Ìîùíîñòü N	0,924	1,087		1,144
Ìîìåíò Ò	3,794	7,689		65,356
d ÂÀËÀ	22

Òàáëèöà 4.3

Òåõíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè äâèãàòåëÿ

5.ÐÀÑ×ÅÒ ×ÅÐÂß×ÍÎÉ ÏÅÐÅÄÀ×È

5.1 Èñõîäíûå äàííûå T₂ =65,356 Íì - ìîìåíò íà âàëó ÷åðâÿ÷íîãî êîëåñà. n₁ =1145,9 îá/ìèí - ÷àñòîòà âðàùåíèÿ âàëà ÷åðâÿêà. n₂ =114,59 îá/ìèí - ÷àñòîòà âðàùåíèÿ âàëà êîëåñà.

U=10 – ïåðåäàòî÷íîå ÷èñëî ÷åðâÿ÷íîé ïåðåäà÷è.

Ðàñïîëîæåíèå ÷åðâÿêà – íèæíåå.

5.2 Óñòàíîâëåíèå îñíîâíûõ äàííûõ

5.2.1 ×èñëî âèòêîâ ÷åðâÿêà ïðè U=10 ïðèíèìàåì Z₁ =10

5.2.2 ×èñëî çóáüåâ ÷åðâÿ÷íîãî êîëåñà ñ îêðóãëåíèåì äî öåëîãî ÷èñëà Z₂ =Z₁ ⋅U =4⋅10 =40

5.2.3 Óòî÷íåííîå ïðèäàòî÷íîå ÷èñëî

r 40

U = ² = =10

r₁ 4

5.2.4 ×àñòîòà âðàùåíèÿ âàëà ÷åðâÿ÷íîãî êîëåñà.

n 1145,9

n₂ = ¹ = =114,59îá/ìèí

u 10

5.2.5 Îðèåíòèðîâî÷íàÿ ñêîðîñòü ñêîëüæåíèÿ â çàöåïëåíèè.

V_ñê ì/ñ

5.2.6 Âûáîð ïðîôèëÿ ÷åðâÿêà è ìàòåðèàëîâ ÷åðâÿ÷íîé ïàðû.

Ïðèíèìàåì àðõèìåäîâ ÷åðâÿê ZA èç ñòàëè 20 ñ öåìåíòàöèåé è çàêàëêîé äî òâåðäîñòè 56 … 63 HRC, âèòêè øëèôîâàííûå è ïîëèðîâàííûå. Ó÷èòûâàÿ, ÷òî V_ck < 4ì/ñ, ïî òàáëèöå ïðèíèìàåì â êà÷åñòâå ìàòåðèàëà ÷åðâÿ÷íîãî êîëåñà áåçîëîâÿííóþ áðîíçó ÁðÀ9ÆÇË ñ õàðàêòåðèñòèêàìè: E₂ =(0.88...1.14)·10⁵ ÌÏà; v₂ =0.35ì/ñ; σ_T2 =196...343 ÌÏà; σ_â2 =490...588 ÌÏà.

5.2.7  ñîîòâåòñòâèè ñ òàáëè÷íûìè äàííûìè ïðè V=2,077 ì/ñ ïðèíèìàåì 8 ñòåïåíü òî÷íîñòè (n_T =8)

5.2.8 Îðèåíòèðîâî÷íûé ÊÏÄ ïåðåäà÷è.

0,98 0,98

η = = =0,873

1 +0,25f⋅u 1 +0,25⋅0,049⋅10

ãäå f=tgϕ=tg2°49’ 39,17” =0,049– ïðèâåäåííûé êîýôôèöèåíò òðåíèÿ â çàöåïëåíèè;

φ =3,5-0,92·ln(V_ñê )=3,5-0,92·ln(2,077)=2⁰ 49’ 39,18” – ïðèâåäåííûé óãîë òðåíèÿ.

5.2.9 Ìîùíîñòü íà âàëó ÷åðâÿêà.

T ⋅n 65,356⋅114,59

P₁ = ^{2 2} = =0,898êÂò

9550⋅0,901 9550⋅0,873

5.2.10 Êîýôôèöèåíò äèàìåòðà ÷åðâÿêà. q=0,25z₂ =0,25⋅40 =10 ïî ÃÎÑÒ 19672-74

5.2.11 Êîýôôèöèåíò íàãðóçêè.

K=K_β ·K_v =1,02·1,14=1,163

K_β - êîýôôèöèåíò íåðàâíîìåðíîñòè

ðàñïðåäåëåíèÿ íàãðóçêè ïî äëèíå ëèíèè êîíòàêòà â ñëåäñòâèå äåôîðìàöèè ÷åðâÿêà;

⎛ 1 ⎞ ⎛ 1 ⎞

θ =9⋅(q−4)⋅⎜_⎜ 1 + _z 1 ⎟_⎟⎠ =9⋅(10−4)⋅⎜_⎝ 1 +₄ ⎟_⎠ =67,5– êîýôôèöèåíò äåôîðìàöèè ÷åðâÿêà. ⎝

T t

v_cp ^{= ∑} _T max^{i ⋅} _t Σ ⁱ =1⋅0,3+0,8⋅0,7 =0,87 - ñðåäíÿÿ îòíîñèòåëüíàÿ íàãðóçêà;

K_v =0,3+0,1⋅n_T +0,02⋅V_ñê =0,3+0,1⋅8+0,02⋅2,077 =1,14 - êîýôôèöèåíò, ó÷èòûâàþùèé äèíàìè÷åñêóþ íàãðóçêó.

5.6 Äîïóñêàåìûå êîíòàêòíûå íàïðÿæåíèÿ.

5.6.1 Äëÿ áåçîëîâÿííîé áðîíçû

[σ]_H = [σ]_{H 0} ⋅C _V ′ = 300⋅0,823 = 246,9

ãäå [σ]_{H 0} = 300 ÌÏà – èñõîäíîå äîïóñêàåìîå íàïðÿæåíèå ìàòåðèàëà ÷åðâÿ÷íîãî êîëåñà ïðè øëèôîâàííûõ è ïîëèðîâàííûõ ñ òâåðäîñòüþ HRC_ý ≥ 45;

C_V ′ =1 −0.085⋅V_ñê =1 −0,085⋅2,077 =0,823 - êîýôôèöèåíò, ó÷èòûâàþùèé âëèÿíèå ñêîðîñòè ñêîëüæåíèÿ íà çàåäàíèå.

5.7 Îïðåäåëåíèå îñíîâíûõ ðàçìåðîâ.

5.7.1 Ìåæîñåâîå ðàññòîÿíèå:

K⋅T 1,163⋅65,356 a_w = 625⋅3 ₂ ² =625⋅³ ₂ =68ìì

[σ]_H 247

5.7.2 Ðàñ÷åòíûé ìîäóëü:

2⋅a 2⋅68

m= ^w = =2,72ìì. z₂ +q 40+10

Ïî ÃÎÑÒ 2144-76 ïðèíèìàåì m = 3,15ìì.

5.7.3 Ìåæîñåâîå ðàññòîÿíèå ïðè ñòàíäàðòíûõ çíà÷åíèÿõ m è q:

m(q+z ) 3,15⋅(10+40)

a_w ìì

5.7.4 Êîýôôèöèåíò ñìåùåíèÿ

xìì

5.7.5 Ãåîìåòðè÷åñêèå ïàðàìåòðû ïåðåäà÷è:

×åðâÿê Äåëèòåëüíûé äèàìåòð: d₁ =m⋅q =3,15⋅10 =31,5ìì.

Äèàìåòð âåðøèí âèòêîâ: d_a1 =d₁ +2m=31,5+2⋅3,15 =37,8ìì.

Äèàìåòð âïàäèí âèòêîâ: d_f1 =d₁ −2,4m=31,5−2,4⋅3,15 =23,94ìì.

z 4

Äåëèòåëüíûé óãîë ïîäú¸ìà âèòêà: γ =arctg ¹ =arctg =21°48'5,07''

q 10

⎛ z ⎞

Íà÷àëüíûé óãîë ïîäúåìà âèòêà: γ _w =arctg⎜^⎜ _{q + 2} ¹ _{⋅ x} ⎟^⎟ _⎠ =arctg⎜_⎝ ^⎛ _{10 +} ⁴ _{2 ⋅ 0 ⎠} ^⎞ ⎟ =21°48'5,07'' ⎝

Óãîë ïðîôèëÿ âèòêà â íîðìàëüíîì ñå÷åíèè ÷åðâÿêà íà íà÷àëüíîì öèëèíäðå: α _nw =arctg(tg20°⋅cosγo =arctg(tg20°⋅cos21^ο 48'5,07'') =18°40'19,41''

Äëèíà íàðåçíîé ÷àñòè ÷åðâÿêà: b₁ ≥(12,5 +0,09⋅z₂ )⋅m=(12,5 +0,09⋅40)⋅3,15 =50,71ìì.

×åðâÿ÷íîå êîëåñî

Øèðèíà çóá÷àòîãî âåíöà: z₁ =4; b₂ ≤0,67⋅d_a1 =0,67⋅37,8=25,32ìì.

Íà÷àëüíûé è äåëèòåëüíûå äèàìåòðû: d₂ =d_w2 =m⋅z₂ =3,15⋅40 =126ìì.

Äèàìåòð âåðøèí çóáüåâ: d_a2 =d₂ +2⋅m=126+2⋅3,15 =132,3ìì.

Äèàìåòð âïàäèí çóáüåâ: d_f2 =d₂ −2,4m=126−2,4⋅3,15 =118.44ìì.

6⋅m 6⋅3,15

Íàèáîëüøèé äèàìåòð: d_aM2 ≤d_a2 + =132,3+ =135,45ìì.

z₁ +2 4+2

b 25,32

Óñëîâíûé óãîë îáõâàòà: 2δ =2⋅arcsin ² =2⋅arcsin =88°42'52,42''. d_a1 −0.5⋅m 37,8−0,5⋅3,15

5.8 Îêðóæíûå ñêîðîñòè.

π ⋅d ⋅n π ⋅31,5⋅1145,9

Íà ÷åðâÿêå: V₁ = ^{w1 1} = =1,889ì/ñ. 60000 60000

π ⋅d ⋅n π ⋅126⋅114,59

Íà êîëåñå: V₂ = ^{w2 2} = =0,756ì/ñ.

60000 60000

5.9 Ñêîðîñòü ñêîëüæåíèÿ.

V 1,889

V_ñê = ¹ = =2,034ì/ñ

cosγ _w cos21°48'5,07''

5.10 Óòî÷íåíèå ÊÏÄ ïåðåäà÷è, êðóòÿùåãî ìîìåíòà è ìîùíîñòè íà ÷åðâÿêå.

5.10.1 ÊÏÄ ÷åðâÿ÷íîãî çàöåïëåíèÿ:

tgγ tg21°48'5,07"

η_çàö = ^w = =0,871

tg(γ_w +ϕ) tg(21°48'5,07"+2°50'48,47'')

ϕ=3,5−0,92⋅ln(V_ck ) =3,5−0,92⋅ln(2,034) =2°50'48,47''- óòî÷í¸ííûé ïðèâåä¸ííûé óãîë òðåíèÿ

5.10.2 Îáùèé ÊÏÄ ÷åðâÿ÷íîãî ðåäóêòîðà

η = η _çàö ⋅η _ð =0,871⋅0,98=0,854

ãäå η_р = 0,98 – ÊÏÄ ó÷èòûâàþùèé ïîòåðè íà ðàçáðûçãèâàíèå è ïåðåìåøèâàíèÿ ìàñëà.

T 65,356

5.10.3 Êðóòÿùèé ìîìåíò íà âàëó ÷åðâÿêà:T₁ = ² = =7,65Íì. u⋅η 10⋅0,854

5.10.4 Ìîùíîñòü íà âàëó ÷åðâÿêà:P₁ êÂò.

5.11 Ñèëû â çàöåïëåíèè.

5.11.1 Îêðóæíàÿ ñèëà íà êîëåñå (îñåâàÿ íà ÷åðâÿêå):

2000⋅T 2000⋅65,356

F_t2 =F_x1 = ² = =1037,39Í.

d_w2 126

5.11.2 Îêðóæíàÿ ñèëà íà ÷åðâÿêå (îñåâàÿ íà êîëåñå):

2000⋅T 2000⋅7,65

F_t1 =F_x2 = ¹ = =485,71Í.

d_w1 31,5

5.11.3 Ðàäèàëüíàÿ ñèëà: F _r =F_t2 ⋅tgα =1037,39⋅tg20° =377,57Í.

5.12 Ïðîâåðî÷íûé ðàñ÷åò ïî êîíòàêòíûì íàïðÿæåíèÿì.

5.12.1 Êîýôôèöèåíò, ó÷èòûâàþùèé ìåõàíè÷åñêèå ñâîéñòâà ìàòåðèàëîâ:

π (1 −0,35 )⋅0,88⋅10 +(1 −0,49)⋅2,06⋅10

Çäåñü Å₁ è Å₂ – ìîäóëè óïðóãîñòè ìàòåðèàëîâ ÷åðâÿêà è âåíöà êîëåñà â ÌÏà

v₁ è v₃ – êîýôôèöèåíòû Ïóàññîíà ìàòåðèàëîâ ÷åðâÿêà è âåíöà ÷åðâÿ÷íîãî êîëåñà

5.12.2 Êîýôôèöèåíò, ó÷èòûâàþùèé ôîðìó ïîâåðõíîñòåé:

2⋅cos² γ _w 2⋅cos² 21°48'5,07''

Z_H = = =1,82

sin2⋅α _nw sin2⋅18°40'19,41''

5.12.3 Êîýôôèöèåíò, ó÷èòûâàþùèé ñóììàðíóþ äëèíó êîíòàêòíûõ ëèíèé:

1 1

Z_ε = = =0,848, ãäå

ε _α ⋅K_ε 1,85⋅0,75

3,9 3,9

ε _α =1,95− =1,95− =1,852 - êîýôôèöèåíò òîðöåâîãî ïåðåêðûòèÿ,

z₂ 40

K_ε =0,75 - êîýôôèöèåíò èçìåíåíèÿ ñóììàðíîé äëèíû êîíòàêòíûõ ëèíèé.

5.12.4 Êîýôôèöèåíò, ó÷èòûâàþùèé óñëîâíûé óãîë îáõâàòà:

360° 360°

Z_δ = = =2,01.

2⋅δ 88°42'52,42''

5.12.5 Óòî÷íåíèå êîýôôèöèåíòà íàãðóçêè

K =K_β ⋅K_v =1,02⋅1,14=1,162 ãäåK _β = 1,02 – êîýôôèöèåíò íåðàâíîìåðíîñòè ðàñïðåäåëåíèÿ íàãðóçêè ïî äëèíå ëèíèè êîíòàêòà,

âñëåäñòâèå äåôîðìàöèè ÷åðâÿêà, îñòàëñÿ ïðåæíèì, òàê êàê íå èçìåíèëèñü q è θ ,

K_v =0,3+0,1⋅n_T +0,02⋅V_ñê =0,3+0,1⋅8+0,02⋅2,034=1,14 - èçìåíèëàñü ñêîðîñòü ñêîëüæåíèÿ.

5.12.6 Óòî÷íåíèå äîïóñêàåìîãî êîíòàêòíîãî íàïðÿæåíèÿ: [δ]_H = [δ]_{H 0} ⋅C_V ′ =300⋅0,827 =248,13ÌÏà , ãäå C_V ′ =1 −0,085⋅2,034=0,827

5.12.7 Äåéñòâèòåëüíûå êîíòàêòíûå íàïðÿæåíèÿ:

25,2 K⋅T 25.2 1,162⋅65,356

δ _H =Z_M ⋅Z_H ⋅Z_τ ⋅Z_δ ⋅ ⋅ ² =203,01⋅1,82⋅0,848⋅2,01⋅ ⋅ =195,56 ÌÏà

d₂ d_dw 1 126 31,5

Óñëîâèå ïðî÷íîñòè ïî êîíòàêòíûì íàïðÿæåíèÿì âûïîëíåíî, ò.ê. σ_H π [δ]_H = 246ÌÏà

5.12.8 Ïðîâåðêà íà ñòàòè÷åñêóþ ïðî÷íîñòü:

T

δ _Íïèê = δ _H ⋅ ^max =195,56⋅ 2.2 =290ÌÏà – äåéñòâèòåëüíîå ïèêîâîå íàïðÿæåíèå

T_íîì

[δ]_ст =2⋅δ _T2 =2⋅270 =540ÌÏà – ïðåäåëüíî äîïóñòèìîå êîíòàêòíîå íàïðÿæåíèå.

Ñòàòè÷åñêàÿ ïðî÷íîñòü îáåñïå÷åíà, ò.ê. σ_Нпик < [δ]_ст = 540ÌÏà.

Óñëîâèÿ ïðî÷íîñòè 5.12.7 è 5.12.8 âûïîëíÿþòñÿ. Ìàòåðèàë êîëåñà îñòàâëÿåì ïðåæíèì.

5.13 Ïðîâåðî÷íûé ðàñ÷åò çóáüåâ êîëåñà íà ïðî÷íîñòü ïðè èçãèáå

5.13.1 Êîýôôèöèåíò, ó÷èòûâàþùèé ñóììàðíóþ äëèíó êîíòàêòíûõ ëèíèé:

cosγ cos21°48'5,07''

Y

α ε

5.13.2 Êîýôôèöèåíò, ó÷èòûâàþùèé óñëîâíûé óãîë îáõâàòà:

360° 360°

Y_δ = = =4,058

2⋅δ 88°42'52,42''

5.13.3 Êîýôôèöèåíò, ó÷èòûâàþùèé íàêëîí çóáà êîëåñà:

λ 21°48'5,07''

Y_γ =1 − =1− =0,844

140° 140°

5.13.4 Êîýôôèöèåíò ôîðìû çóáà:

z 40

Ïðè x =0 è z_V = ² ₃ ⁼ ₃ =50

cosγ cos21°48'5,07''

êîýôôèöèåíò ôîðìû çóáà áóäåò Y_F =2,19.

5.13.5 Óñëîâíûé áàçîâûé ïðåäåë èçãèáíîé âûíîñëèâîñòè çóáüåâ êîëåñà äëÿ áðîíç ïðè íåðåâåðñèâíîé íàãðóçêå:

δ _F0 =0,14⋅δ _â2 +0,44⋅δ _T2 =0,14⋅540+0,44⋅270 =194,4ÌÏà.

5.13.6 Êîýôôèöèåíò ðåæèìà:

µ =

9 ^∑ _t ^t Σ ^{i ⎛} ⎜_{⎜⎝ T} ^T max^{i ⎞} ⎟_⎟⎠ =0,35⋅( )1 +0,65⋅(0.8) =0,437

5.13.7 Ýêâèâàëåíòíîå ÷èñëî öèêëîâ:

N_FE =25⋅10⁷

5.13.7 Êîýôôèöèåíò äîëãîâå÷íîñòè:

NF0 9 106 7 =0,543 K_FL =9 =

N_FE 25⋅10

5.13.8 Äîïóñêàåìîå íàïðÿæåíèå èçãèáà:

δ

[δ]_F = ^F0 ⋅K_FL = ÌÏà

S_F

ãäå S _F =1,75- êîýôôèöèåíò áåçîïàñíîñòè.

5.13.9 Íàïðÿæåíèå èçãèáà â çóáüÿõ:

F ⋅K 1037⋅1,73

δ _F =Y_ε ⋅Y_δ ⋅Y_γ ⋅Y_F ⋅ ^t2 =0,668⋅4,058⋅0,844⋅2,193⋅ =28,87ÌÏà

π ⋅d_w1 ⋅m π ⋅31,5⋅3,15

σ_F < [δ]_{F 0} = 60,32ÌÏà.

5.13.10 Ïðîâåðî÷íûé ðàñ÷åò çóáüåâ êîëåñà íà ñòàòè÷åñêóþ ïðî÷íîñòü ïðè èçãèáå:

T

δ _Fïïè = δ _F ⋅ ^max =28,87⋅2,2 =63,52 ÌÏà – äåéñòâèòåëüíîå ïèêîâîå íàïðÿæåíèå

T_íîì

[δ]_Нст = 0,8⋅δ_{T 2} =0.8⋅270 =216ÌÏà – ïðåäåëüíî äîïóñòèìîå íàïðÿæåíèå èçãèáà.

σFппи π [ ]σ Fсста = 216ÌÏà

Óñëîâèÿ ïðî÷íîñòè 5.13.10 è 5.13.11 âûïîëíÿþòñÿ. Ìàòåðèàë êîëåñà îñòàâëÿåì ïðåæíèì.

5.14 Òåïëîâîé ðàñ÷åò

5.14.1 Òåìïåðàòóðà ìàñëà ïðè óñòàíîâèâøåìñÿ ðåæèìå:

1000⋅P ⋅(1 − η) 1000⋅1,087⋅(1 −0,854) t_óñò =t₀ + ² =20+ =65,1°Ñ < [t] =70°Ñ

k⋅A⋅(1 + ψ) 15⋅0,125⋅(1 +0,3)

t₀ =20°Ñ - òåìïåðàòóðà îêðóæàþùåé ñðåäû; k=15Âò/(ì² ãðàäóñ) – êîýôôèöèåíò òåïëîîòäà÷è;

A≈20⋅a_w ² =20⋅0,079² =0,125ì² – ñâîáîäíàÿ ïîâåðõíîñòü îõëàæäåíèÿ êîðïóñà ðåäóêòîðà; ψ =0.3- êîýôôèöèåíò, ó÷èòûâàþùèé òåïëîîòâîä â ôóíäàìåíòàëüíóþ ïëèòó èëè ðàìó ìàøèíû.

Òåìïåðàòóðíûé ðåæèì óäîâëåòâîðèòåëüíûé.

5.15 Ðàñ÷åò ÷åðâÿêà íà æåñòêîñòü.

Ðàññòîÿíèå ìåæäó ñåðåäèíàìè îïîð âàëà ÷åðâÿêà ïðè ïðèáëèæåííîì ðàñ÷åòå ìîæíî ïðèíèìàòü ðàâíûì:

L = 0.95⋅d₂ = 0.95⋅126 = 119,7 ìì

Ïðàâèëüíîñòü çàöåïëåíèÿ ÷åðâÿ÷íîé ïàðû ìîæåò áûòü îáåñïå÷åíà ëèøü ïðè äîñòàòî÷íîé æåñòêîñòè ÷åðâÿêà. Ñðåäíÿÿ äîïóñêàåìàÿ ñòðåëà ïðîãèáà [f] ÷åðâÿêà ìîæåò áûòü ïðèíÿòà:

f =(0,005...0,01)m=(0,005...0,01)•315, =0,015....0,031ìì

Ñòðåëà ïðîãèáà ÷åðâÿêà, âàë êîòîðîãî îïèðàåòñÿ íà äâà ðàäèàëüíî-óïîðíûõ ïîäøèïíèêà îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå:

L3 (Fr1)2 +(Ft2)2 f =

48EJ_ïð

ãäå E = 2.1 10^{. 5} МПа

L – ðàññòîÿíèå ìåæäó ñåðåäèíàìè îïîð;

Jïð – ïðèâåäåííûé ìîìåíò èíåðöèè ñå÷åíèÿ ÷åðâÿêà, îïðåäåëÿåìûé ïî ýìïèðè÷åñêîé ôîðìóëå:

πd_f ⁴ ₁ d_a1 π•23,94⁴ 37,8 ₄

J_ïð = 0,375+0,625 = 0,375+0,625=21958,02ìì 64 d_f1 64 23,94

Íàéäåì ðåàëüíóþ ñòðåëó ïðîãèáà:

f =1197, 3 • (377,57)2 + 485( 75, )2 =0,0047ìì

f < [f], ñëåäîâàòåëüíî, óñëîâèå æåñòêîñòè âûïîëíÿåòñÿ.

6.ÏÐÎÅÊÒÍÛÉ ÐÀÑ×ÅÒ ÂÀËΠÐÅÄÓÊÒÎÐÀ È ÏÎÄÁÎÐ ÏÎÄØÈÏÍÈÊÎÂ.

Ðàññ÷èòàåì âõîäíîé è âûõîäíîé âàëû. Èç ïðåäûäóùèõ ðàñ÷åòîâ ðåäóêòîðà èçâåñòíî:

à) ìîìåíòû ïåðåäàâàåìûå âàëàìè Ò_I = 7.689 Í⋅ì è Ò_II = 65.356 Í⋅ì;

á) äèàìåòðû d₁ = 31,5 ìì è d₂ = 126 ìì;

6.1. Âõîäíîé âàë ÷åðâÿ÷íîãî ðåäóêòîðà.

6.1.1. Âûáîð ìàòåðèàëà âàëà.

Íàçíà÷àåì ìàòåðèàë âàëà – ÁðÀ9Æ3Ë: σ_ = 500 ÌÏà, σ_Ò = 230 ÌÏà.

6.1.2. Ïðîåêòíûé ðàñ÷åò âàëà.

Ïðèáëèæåííî îöåíèì äèàìåòð êîíñîëüíîãî ó÷àñòêà âàëà ïðè [τ]=20 ÌÏà.

T 7,689•1000

d_â = 3 = ³ =12 ìì

0,2[ ]τ_k 0.2•20

Ïî ñòàíäàðòíîìó ðÿäó ïðèíèìàåì d_â =12 ìì, òîãäà t =2 ìì, r = 1.6 ìì, f =1.

6.1.3. Îïðåäåëèì äèàìåòðû ó÷àñòêîâ âàëà.

Äèàìåòðû ïîäøèïíèêîâûõ øååê:

d_ï1 = d_â +2⋅t = 12 +2⋅2 = 16 ìì; ïðèíèìàåì d_ï1 = 17 ìì

6.2. Âûõîäíîé âàë.

6.2.1. Âûáîð ìàòåðèàëà âàëà.

Âûáåðåì ñòàëü 40Õ

6.2.2. Ïðèáëèæåííî îöåíèì äèàìåòð âûõîäíîãî êîíöà âàëà ïðè [τ] = 30 ÌÏà.

Ò 65.356•1000

d_â = 3 = 3 = 20 ìì

0,2• [ ]τ 0,2•30

Ïî ñòàíäàðòíîìó ðÿäó ïðèíèìàåì d_â =20 ìì

6.2.3. Îïðåäåëèì äèàìåòðû ó÷àñòêîâ âàëà. Äèàìåòðû ïîäøèïíèêîâûõ øååê:

d_ï2 = d_â +2⋅t = 20+2⋅2 = 24 ìì;

Çíà÷åíèÿ d_ï äîëæíû áûòü êðàòíû 5, ïîýòîìó ïðèíèìàåì d_ï2 = 25 ìì

d_áï2 = d_ï2 +3,2⋅r = 24+3,2⋅1,6 = 29ìì

Ïî ñòàíäàðòíîìó ðÿäó ïðèíèìàåì d_áï2 = 30 ìì

Çäåñü t = 2 ìì, r = 1,6 ìì, f = 1

Äèàìåòð ñòóïèöû ÷åðâÿ÷íîãî êîëåñà:

d_ñò2 = (1.6…1.8)d_áï2 = (1.6…1.8)⋅30 = 48…54 (ìì) Ïðèíèìàåì d_ñò2 = 50ìì.

Äëèíà ñòóïèöû ÷åðâÿ÷íîãî êîëåñà:

l_ñò2 = (1.2…1.8)d_áï2 = (1.2…1.8)⋅30 = 36…54 (ìì) Ïðèíèìàåì l_ñò2 = 40 ìì.

6.3. Ïîäáîð ïîäøèïíèêîâ.

6.3.1.Ïîäáîð ïîäøèïíèêîâ äëÿ ÷åðâÿêà.

Äëÿ ÷åðâÿêà ïðèìåì ïðåäâàðèòåëüíî ïîäøèïíèêè ðîëèêîâûå êîíè÷åñêèå 7205 ëåãêîé ñåðèè. Ñõåìà óñòàíîâêè ïîäøèïíèêîâ – âðàñïîð. Èç òàáëèöû âûïèñûâàåì:

d = 25 ìì, D = 52 ìì, Ò = 16,5 ìì, e = 0.36.

Ñìåùåíèå òî÷êè ïðèëîæåíèÿ ðàäèàëüíîé ðåàêöèè îò òîðöà ïîäøèïíèêà:

T (d +D)e 16,5 (25+52)•0,36

a₂ = + = + = 13 ìì

2 6 2 6

6.3.2.Ïîäáîð ïîäøèïíèêîâ äëÿ âàëà ÷åðâÿ÷íîãî êîëåñà.

Äëÿ âàëà ÷åðâÿ÷íîãî êîëåñà ïðèìåì øàðèêîïîäøèïíèêè ðàäèàëüíî-óïîðíûå 46303 ñðåäíåé ñåðèè. Èç òàáëèöû âûïèñûâàåì:

d = 17 ìì, D = 47 ìì,

 = 14 ìì,

α = 26⁰

Ñìåùåíèå òî÷êè ïðèëîæåíèÿ ðàäèàëüíîé ðåàêöèè îò òîðöà ïîäøèïíèêà:

a₁ =0,5{B+0,5(D+d)tgα} =0,5{14+0,5•(47 +17)tg20⁰ ) = 15 ìì

7.ÊÎÍÑÒÐÓÊÒÈÂÍÛÅ ÐÀÇÌÅÐÛ ×ÅÐÂßÊÀ È ×ÅÐÂß×ÍÎÃÎ ÊÎËÅÑÀ.

7.1.Ðàçìåðû ÷åðâÿêà.

×åðâÿê âûïîëíÿåì çà îäíî öåëîå ñ âàëîì. Ðàçìåðû âàëà è ÷åðâÿêà áûëè îïðåäåëåíû ðàíåå, ïîýòîìó òîëüêî âûïèøåì èõ äëÿ óäîáíîãî äàëüíåéøåãî èñïîëüçîâàíèÿ:

- äèàìåòð äåëèòåëüíîé îêðóæíîñòè d₁ = 31,5 ìì;

- äèàìåòð âåðøèí d_a1 = 37,8 ìì;

- äèàìåòð âïàäèí d_f1 = 23,9 ìì;

- äëèíà íàðåçàííîé ÷àñòè ÷åðâÿêà b₁ = 50,7 ìì;

- äèàìåòð âàëà d_áï1 = 17 ìì.

7.2.Ðàñ÷åò êîíñòðóêòèâíûõ ðàçìåðîâ ÷åðâÿ÷íîãî êîëåñà.

Îñíîâíûå ãåîìåòðè÷åñêèå ðàçìåðû ÷åðâÿ÷íîãî êîëåñà áûëè íàìè îïðåäåëåíû ðàíåå. Äëÿ óäîáñòâà äàëüíåéøåãî èñïîëüçîâàíèÿ âûïèøåì èõ:

- äèàìåòð äåëèòåëüíîé îêðóæíîñòè d₂ = 126 ìì;

- äèàìåòð âåðøèí d_a2 = 132,3 ìì;

- äèàìåòð âïàäèí d_f2 = 118,4 ìì;

- øèðèíà âåíöà ÷åðâÿ÷íîãî êîëåñà b₂ = 25,3 ìì;

- äèàìåòð îòâåðñòèÿ ïîä âàë d = 30 ìì;

- äèàìåòð ñòóïèöû ÷åðâÿ÷íîãî êîëåñà d_ñò2 = 50 ìì; -äëèíà ñòóïèöû ÷åðâÿ÷íîãî êîëåñà l_ñò2 = 40 ìì.

Êîëåñî êîíñòðóèðóåì îòäåëüíî îò âàëà. Èçãîòîâèì ÷åðâÿ÷íîå êîëåñî ñîñòàâíûì): öåíòð êîëåñà èç ñåðîãî ÷óãóíà, çóá÷àòûé âåíåö – èç áðîíçû ÁðÀ9ÆÇË. Ñîåäèíèì çóá÷àòûé âåíåö ñ öåíòðîì ïîñàäêîé ñ íàòÿãîì. Òàê êàê ó íàñ íàïðàâëåíèå âðàùåíèÿ ïîñòîÿííîå, òî íà íàðóæíîé ïîâåðõíîñòè öåíòðà ñäåëàåì áóðòèê. Òàêàÿ ôîðìà öåíòðà ÿâëÿåòñÿ òðàäèöèîííîé. Îäíàêî íàëè÷èå áóðòèêà óñëîæíèò èçãîòîâëåíèå è öåíòðà, è âåíöà.

×åðâÿ÷íîå êîëåñî âðàùàåòñÿ ñ íåáîëüøîé ñêîðîñòüþ, ïîýòîìó íåðàáî÷èå ïîâåðõíîñòè îáîäà, äèñêà, ñòóïèöû êîëåñà îñòàâëÿåì íåîáðàáîòàííûìè è äåëàåì êîíóñíûìè ñ áîëüøèìè ðàäèóñàìè çàêðóãëåíèé.

Îñòðûå êðîìêè íà òîðöàõ âåíöà ïðèòóïëÿåì ôàñêàìè f ≈ 0.5m, ãäå m – ìîäóëü çàöåïëåíèÿ.

f = 0,5⋅3,15 = 1,6 ìì

Ðàññ÷èòàåì îñíîâíûå êîíñòðóêòèâíûå ýëåìåíòû êîëåñà: Ñ = 0,25b₂ = 0,25⋅25,3 = 6 ìì; δ ₁ = δ ₂ = 2m = 2⋅3,15 = 6,3 ìì;

8.ÐÀÑ×ÅÒ ÝËÅÌÅÍÒΠÊÎÐÏÓÑÀ ÐÅÄÓÊÒÎÐÀ.

8.1. Òîëùèíà ñòåíêè êîðïóñà è êðûøêè ÷åðâÿ÷íîãî ðåäóêòîðà:

δ =0,04a + 2 = 0,04 · 79 + 2 = 5,16 ìì

ïðèíèìàåì δ = 8 ìì; δ ₁ = 0,032à + 2 = 0,032 · 79 + 2 = 4,53 ìì,

ïðèíèìàåì δ = 8 ìì.

8.2. Òîëùèíà ôëàíöåâ êîðïóñà è êðûøêè:

b = b₁ = 1,5δ = 1,5 · 8 = 12 ìì

8.3.Òîëùèíà íèæíåãî ïîÿñà êîðïóñà ïðè íàëè÷èè áîáûøåê:

ð₁ = 1,5δ = 1,5 · 8 = 12 ìì;

ð₂ = (2,25 ÷ 2,75)δ = (2,25 ÷ 2,75) · 8 = 18…22 ìì; ïðèíèìàåì ð₂ = 20 ìì;

8.4.Òîëùèíà ðåáåð îñíîâàíèÿ êîðïóñà è êðûøêè:

m = m₁ = (0,85 ÷ 1)δ = 6,8…8 ìì

8.5.Äèàìåòð ôóíäàìåíòíûõ áîëòîâ:

d₁ = (0,03 ÷ 0,036)a + 12 = (0,03 ÷ 0,036) · 79 + 12 = 14,4…15 ìì, ïðèíèìàåì áîëòû ñ ðåçüáîé Ì16;

8.6.Äèàìåòð áîëòîâ:

ó ïîäøèïíèêîâ: d₂ = (0,7 ÷ 0,75)d₁ = (0,7 ÷ 0,75) · 16 = 11,2…12 ìì ïðèíèìàåì áîëòû ñ ðåçüáîé Ì8

ñîåäèíÿþùèõ îñíîâàíèå êîðïóñà ñ êðûøêîé: d₃ = (0,5 ÷ 0,6)d₁ = (0,5 ÷ 0,6) · 16 = 8…10 ìì ïðèíèìàåì áîëòû ñ ðåçüáîé Ì10;

8.7.Ðàçìåð øòèôòà: äèàìåòð: d_ø = d₃

ïðèíèìàåì d_ø = 8 ìì

äëèíà: l_ø = b + b₁ + 5 ìì = 12 + 12 + 5 = 29 ìì ïðèíèìàåì äëèíó øòèôòà l = 30 ìì

9.Ïðîâåðêà äîëãîâå÷íîñòè ïîäøèïíèêîâ

Âåäîìûé âàë

Ðàññòîÿíèå ìåæäó îïîðàìè (òî÷íåå, ìåæäó òî÷êàìè ïðèëîæåíèÿ ðàäèàëüíûõ ðåàêöèé R₃ è R₄ ) l₂ = 70 ìì; äèàìåòð d₂ = 126 ìì.

9.1 Îïîðíûå ðåàêöèè â ïëîñêîñòè xz:

1038

R_3x = R_4x = F_t / 2 = = 519 H.

2

9.2 Îïîðíûé ðåàêöèè â ïëîñêîñòè yz:

R4yl2 + Frl2 - Fad2 = 0; 2 2

l d

^{-F r 2 + F a 2} -377,57•35+485,71•63

R_4y = ^{2 2} = =248,35 H l₂ 70

R3yl2 – Frl2 - Fad2 = 0; 2 2

l d

^{F r 2 + F a 2} 377,57•35+48571, •63

R_3y = ^{2 2} = =625,92 H l₂ 70

Ïðîâåðêà: ∑F_y = - R_3y – F_r – R_4y = - 625,92 + 377,57 + 248,35 = 0

9.3 Ñóììàðíûå ðåàêöèè:

F_r3 = R₃ = R₃ ² _x +R₃ ² _y = 519² +625² = 813 H

F_r4 = R₄ = R₄ ² _x +R₄ ² _y = 519² +248² = 575 H

9.4 Îñåâûå ñîñòàâëÿþùèå ðàäèàëüíûõ ðåàêöèé êîíè÷åñêèõ ïîäøèïíèêîâ: S₃ = 0,83eF_r3 = 0,83 · 0,360 · 813 = 243 H

S₄ = 0,83eF_r3 = 0,83 · 0,360 · 575 = 172 H

e = 0,360 – êîýôôèöèåíò âëèÿíèÿ îñåâîãî íàãðóæåíèÿ

9.5 Îñåâûå íàãðóçêè ïîäøèïíèêîâ:

S₃ ≥ S₄ ; F_a = 0; S₃ < S₄ ; F_a > S₄ – S₃

F_a3 = S₃ = 243 H;

F_a4 = S₃ + F_a = 243 + 486 = 729 H.

«3» ïîäøèïíèê:

^{F a3} = ²⁴³ = 0,298 < å,

F_r3 813

Ýêâèâàëåíòíàÿ íàãðóçêà:

P_ý3 = F_r3 VK_á K_T = 813 · 1 · 1,2 · 1 = 975,6 H.

ãäå, V – êèíåìàòè÷åñêèé êîýôôèöèåíò;

K_á – êîýôôèöèåíò äèíàìè÷íîñòè íàãðóçêè èëè êîýôôèöèåíò áåçîïàñíîñòè;

K_T – êîýôôèöèåíò âëèÿíèÿ òåìïåðàòóðû ïîäøèïíèêà íà åãî äîëãîâå÷íîñòü.

«4» ïîäøèïíèê:

^{F a4} = ⁷²⁹ = 1,268 > å,

F_r4 575

P_ý4 = (XVF_r3 + YF_a ) · K_á K_T = (0,4 · 1 · 575 + 1,666 · 729) · 1,2 · 1 = 1,73 êÍ.

K_á = 1,2 – êîýôôèöèåíò áåçîïàñíîñòè;

K_Ò = 1,0 – òåìïåðàòóðíûé êîýôôèöèåíò;

Õ – êîýôôèöèåíò ðàäèàëüíîé íàãðóçêè;

V – êîýôôèöèåíò âðàùåíèÿ îòíîñèòåëüíîãî âåêòîðà íàãðóçêè âíóòðåííåãî êîëüöà ïîäøèïíèêà.

Äîëãîâå÷íîñòü îïðåäåëÿþ äëÿ «4» ïîäøèïíèêà, ò.å. äëÿ ïîäøèïíèêà ó êîòîðîãî ýêâèâàëåíòíàÿ íàãðóçêà çíà÷èòåëüíî áîëüøå.

9.6 Ðåñóðñ ïîäøèïíèêà:

L = (C/P_ý4 )^m = (23,4/1,733)^3,33 = 5811 ìëí. îá.

m =3.33 – ïîêàçàòåëü êðèâîé âûíîñëèâîñòè.

L•10⁶ 5811•10⁶

L_h = = = 0,84·10⁶ ÷.

60•n 60•114,59

10. ÏÐÎÂÅÐÊÀ ÏÐÎ×ÍÎÑÒÈ ØÏÎÍÎ×ÍÎÃÎ ÑÎÅÄÈÍÅÍÈß È ÏÎÑÀÄÊÈ ÂÅÍÖÀ ×ÅÐÂß×ÍÎÃÎ ÊÎËÅÑÀ.

10.1. Ðàññ÷èòàåì øïîíî÷íîå ñîåäèíåíèå äëÿ âõîäíîãî âàëà ñ øêèâîì. Øïîíêó âûáèðàåì ïðèçìàòè÷åñêóþ ïî ÃÎÑÒ 23360-78. Ðàçìåðû øïîíêè:

- ñå÷åíèå b × h = 5 × 5 ìì;

- ãëóáèíà ïàçà âàëà t₁ = 3 ìì;

- ãëóáèíà ïàçà ñòóïèöû t₂ = 2,3 ìì;

- äëèíà l = 32 ìì.

Øïîíêà ïðèçìàòè÷åñêàÿ ñî ñêðóãëåííûìè òîðöàìè. Ìàòåðèàë øïîíêè – ñòàëü 45 íîðìàëèçîâàííàÿ. Íàïðÿæåíèÿ ñìÿòèÿ è óñëîâèÿ ïðî÷íîñòè îïðåäåëÿåì ïî ôîðìóëå:

2Т

σсм = ≤ [σ]см

d(h − t1)⋅l

Ïðè ÷óãóííîé ñòóïèöå [σ]_ñì = 70…100 ÌÏà.

Ïåðåäàâàåìûé ìîìåíò Ò = 7,689 Í⋅ì.

2Ò 2• 7.689 •1000

σñì = = =23.73ÌÏà d(h- t₁ )(l - b) 12•(5 - 3)(32 -5)

σ_ñì < [σ]_ñì , ñëåäîâàòåëüíî, äîïóñòèìî óñòàíîâèòü øêèâ èç ÷óãóíà Ñ×32

10.2.Ðàññ÷èòàåì øïîíî÷íûå ñîåäèíåíèÿ äëÿ âûõîäíîãî âàëà.

10.2.1.Ñîåäèíåíèå âàë-êîëåñî.

Øïîíêó âûáèðàåì ïðèçìàòè÷åñêóþ ïî ÃÎÑÒ 23360-78. Ðàçìåðû øïîíêè:

- ñå÷åíèå b × h = 10 × 8 ìì;

- ãëóáèíà ïàçà âàëà t₁ = 5 ìì;

- ãëóáèíà ïàçà ñòóïèöû t₂ = 3,3 ìì;

- äëèíà l = 32 ìì.

Øïîíêà ïðèçìàòè÷åñêàÿ ñî ñêðóãëåííûìè òîðöàìè. Ìàòåðèàë øïîíêè – ñòàëü 45 íîðìàëèçîâàííàÿ. Íàïðÿæåíèÿ ñìÿòèÿ è óñëîâèÿ ïðî÷íîñòè îïðåäåëÿåì ïî ôîðìóëå:

2Т

σ = ≤ [σ]см l

Ïðè ÷óãóííîì öåíòðå êîëåñà [σ]_ñì = 70…100 ÌÏà.

Ïåðåäàâàåìûé ìîìåíò Ò = 65,356 Í⋅ì.

2Ò 2• 65.356 •1000

σñì = = =66ÌÏà d(h-t1)(l- b) 30 •(8-5)(32-10)

σ_ñì < [σ]_ñì , ñëåäîâàòåëüíî, äîïóñòèìî öåíòð ÷åðâÿ÷íîãî êîëåñà èçãîòîâèòü èç ñåðîãî ÷óãóíà Ñ×20

10.2.2.Ñîåäèíåíèå âàëà ñ èñïîëíèòåëüíûì ìåõàíèçìîì:

10.2.3. Øïîíêó âûáèðàåì ïðèçìàòè÷åñêóþ ïî ÃÎÑÒ 23360-78. Ðàçìåðû øïîíêè:

2Ò 2• 65.356 •1000

σñì = = =67ÌÏà

d(h-t1)(l- b) 20(6-3.5)(45 - 6)

- ñå÷åíèå b × h = 6 × 6 ìì;

- ãëóáèíà ïàçà âàëà t₁ = 3,5 ìì;

- ãëóáèíà ïàçà t₂ = 2,8 ìì;

2Т

σсм = ≤ [σ]см

d(h − t1)⋅l

- äëèíà l = 45 ìì.

Øïîíêà ïðèçìàòè÷åñêàÿ ñî ñêðóãëåííûìè òîðöàìè. Ìàòåðèàë øïîíêè – ñòàëü 45 íîðìàëèçîâàííàÿ. Íàïðÿæåíèÿ ñìÿòèÿ è óñëîâèÿ ïðî÷íîñòè îïðåäåëÿåì ïî ôîðìóëå:

Ïðè ÷óãóííîé ñòóïèöå [σ]_ñì = 70…100 ÌÏà.

Ïåðåäàâàåìûé ìîìåíò Ò = 65,356 Í⋅ì.

σ_ñì < [σ]_ñì

11. ÂÛÁÎÐ ÑÌÀÇÊÈ ÐÅÄÓÊÒÎÐÀ È ÓÏËÎÒÍÈÒÅËÜÍÛÕ ÓÑÒÐÎÉÑÒÂ.

11.1 Âûáîð ñèñòåìû è âèäà ñìàçêè.

Ïðè ñêîðîñòè ñêîëüæåíèÿ â çàöåïëåíèè V_S =2,034 ì/ñ, ðåêîìåíäóåìàÿ âÿçêîñòü ν ₅₀ = 266 ñÑò. Ïî ÃÎÑÒó íåôòåïðîäóêòîâ ïðèíèìàþ ìàñëî òðàíñìèññèîííîå ÒÀÄ-17è(ÃÎÑÒ 23652-79).

Èñïîëüçóåì êàðòåðíóþ ñèñòåìó ñìàçûâàíèÿ.  êîðïóñ ðåäóêòîðà çàëèâàåì ìàñëî, íà âûñîòó âèòêà, íî íå âûøå öåíòðà òåëà êà÷åíèÿ ïîäøèïíèêà. Ïðè âðàùåíèè êîëåñà ìàñëî áóäåò óâëåêàòüñÿ åãî çóáüÿìè, ðàçáðûçãèâàòüñÿ, ïîïàäàòü íà âíóòðåííèå ñòåíêè êîðïóñà, îòêóäà ñòåêàòü â íèæíþþ åãî ÷àñòü. Âíóòðè êîðïóñà îáðàçóåòñÿ âçâåñü ÷àñòèö ìàñëà â âîçäóõå, êîòîðûì ïîêðûâàþòñÿ ïîâåðõíîñòè ðàñïîëîæåííûõ âíóòðè êîðïóñà

äåòàëåé, â òîì ÷èñëå è ïîäøèïíèêè.

Îáúåì ìàñëÿíîé âàííû V = 0,75 ë.

11.2 Âûáîð óïëîòíåíèé.

È äëÿ ÷åðâÿêà, è äëÿ ÷åðâÿ÷íîãî êîëåñà âûáåðåì ìàíæåòíûå óïëîòíåíèÿ ïî ÃÎÑÒ 8752-79. Óñòàíîâèì èõ ðàáî÷åé êðîìêîé âíóòðü êîðïóñà òàê, ÷òîáû îáåñïå÷èòü ê íåé õîðîøèé äîñòóï ìàñëà.

12. Ñáîðêà ðåäóêòîðà

Ïåðåä ñáîðêîé âíóòðåííþþ ïîëîñòü êîðïóñà òùàòåëüíî î÷èùàþò è ïîêðûâàþò ìàñëîñòîéêîé êðàñêîé. Ñáîðêó ðåäóêòîðà ïðîèçâîäÿò â ñîîòâåòñòâèè ñ ÷åðòåæîì îáùåãî âèäà. Íà÷èíàþò ñáîðêó ñ òîãî, ÷òî íà ÷åðâÿ÷íûé âàë 0 íàäåâàþò êðûëü÷àòêè è ðàäèàëüíî-óïîðíûå ïîäøèïíèêè, ïðåäâàðèòåëüíî íàãðåâ èõ â ìàñëå äî 80-100Ñ. Ñîáðàííûé ÷åðâÿ÷íûé âàë âñòàâëÿþò â êîðïóñ.

âàëà; çàòåì íàäåâàþò ðàñïîðíóþ âòóëêó è óñòàíàâëèâàþ Âíà÷àëå ñáîðêè âàëà ÷åðâÿ÷íîãî êîëåñà çàêëàäûâàþò øïîíêó è íàïðåññîâûâàþò êîëåñî äî óïîðà â áóðò ò ðîëèêîâûå êîíè÷åñêèå ïîäøèïíèêè, íàãðåòûå â ìàñëå. ïîâåðõíîñòè ñòûêà ôëàíöåâ ñïèðòîâûì ëàêîì. Äëÿ öÑîáðàííûé âàë óêëàäûâàþò â îñíîâàíèå êîðïóñà è íàäåâàþåíòðîâêè êðûøêó óñòàíàâëèâàþò íà êîðïóñ ñ ïîìîùüþ äâóõ ò êðûøêó êîðïóñà, ïîêðûâàÿ ïðåäâàðèòåëüíî êîíè÷åñêèõ øòèôòîâ è çàòÿãèâàþò áîëòû. Çàêëàäûâàþò â ïîäøèïíèêîâûå ñêâîçíûå êðûøêè ðåçèíîâûå ìàíæåòû è óñòàíàâëèâàþò êðûøêè ñ ïðîêëàäêàìè.

Ââåðòûâàþò ïðîáêó ìàñëîñïóñêíîãî îòâåðñòèÿ ñ ïðîêëàäêîé è ìàñëîóêàçàòåëü. Çàëèâàþò â ðåäóêòîð ìàñëî è çàêðûâàþò ñìîòðîâîå îòâåðñòèå êðûøêîé.

Ñîáðàííûé ðåäóêòîð îáêàòûâàþò è èñïûòûâàþò íà ñòåíäå â ñîîòâåòñòâèè ñ òåõíè÷åñêèìè óñëîâèÿìè.

Ïðèëîæåíèå

Ïðèìå-

÷àíèå

ÊÍÓ

ãðóïïà ÕÒ – 01

Ïðèìå-

÷àíèå

Ëèòåðàòóðà

1. Àðêóøà À.È. Òåõíè÷åñêàÿ ìåõàíèêà. Òåîðåòè÷åñêàÿ ìåõàíèêà è ñîïðîòèâëåíèå ìàòåðèàëîâ. Ì., «Âûñøàÿ øêîëà», 1989.

2. Àðòîáîëåâñêèé È.È. Òåîðèÿ ìàøèí è ìåõàíèçìîâ. Ì., «Íàóêà», 1975.

3. Áàáóëèí Í.À. Ïîñòðîåíèå è ÷òåíèå ìàøèíîñòðîèòåëüíûõ ÷åðòåæåé. Ì.: «Âûñøàÿ øêîëà», 1987.

4. Äåòàëè ìàøèí, àòëàñ êîíñòðóêöèé / Ïîä ðåä. Ðåøåòîâà Ä.Í. Ì.: Ìàøèíîñòðîåíèå, 1979

5. Äóíàåâ Ï.Ô., Ëåëèêîâ Î.Ï. Äåòàëè ìàøèí. Êóðñîâîå ïðîåêòèðîâàíèå. Ì.: «Âûñøàÿ øêîëà», 1990.

6. Èöêîâè÷ Ã.Ì., Êèñåëåâ Â.À. è äð. Êóðñîâîå ïðîåêòèðîâàíèå äåòàëåé ìàøèí. Ì., «Ìàøèíîñòðîåíèå», 1965.

7. Êóêëèí Í.Ã., Êóêëèíà Ã.Ñ. Äåòàëè ìàøèí. Ì., «Ìàøèíîñòðîåíèå», 1987.

8. Ìåòîäè÷åñêèå óêàçàíèÿ è âàðèàíòû ê çàäàíèÿì äëÿ ñòóäåíòîâ íåìåõàíè÷åñêèõ ñïåöèàëüíîñòåé. Áèøêåê, «Êûðãûçñêèé Òåõíè÷åñêèé Óíèâåðñèòåò»; ñîñò. Ïàíîâà Ë.Ò., Öîé Ó.À., 1996.

9. Ìåòîäè÷åñêèé óêàçàíèÿ ê âûïîëíåíèþ êóðñîâîãî ïðîåêòèðîâàíèÿ äëÿ ñòóäåíòîâ íåìåõàíè÷åñêèõ ñïåöèàëüíîñòåé. Ôðóíçå, «Ôðóíçåíñêèé Ïîëèòåõíè÷åñêèé Èíñòèòóò»; ñîñò. Ôðåéç Â.Í., Óñóáàëèåâ Æ.Ó.

10.×åðíàâñêèé Ñ.À., Èöêîâè÷ Ã.Ì. è äð. Êóðñîâîå ïðîåêòèðîâàíèå äåòàëåé ìàøèí. Ì., «Ìàøèíîñòðîåíèå», 1979.

11.×åðíàâñêèé Ñ.À., Ñíåñàðåâ Ã.À. Ïðîåêòèðîâàíèå ìåõàíè÷åñêèõ ïåðåäà÷. Ì., «Ìàøèíîñòðîåíèå», 1984.

12.Øåéíáëèò À.Å. Êóðñîâîå ïðîåêòèðîâàíèå äåòàëåé ìàøèí. Ì., «Âûñøàÿ øêîëà», 1991.

Ñîäåðæàíèå

Çàäàíèå……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………2

1. Ñòðóêòóðíûé àíàëèç ìåõàíèçìà…………………………………………………………………………………………………………………………..3

2. Êèíåìàòè÷åñêèé àíàëèç ìåõàíèçìà ïîäàò÷èêà õëåáîðåçàòåëüíîé ìàøèíû ÌÐÕ – 200………5

3. Äèíàìè÷åñêèé àíàëèç ìåõàíèçìà………………………………………………………………………………………………………………………….8

4. Êèíåìàòè÷åñêèé ðàñ÷åò ïðèâîäà……………………………………………………………………………………………………………………...…13

5. Ðàñ÷åò ÷åðâÿ÷íîé ïåðåäà÷è…………………………………………………………………………………………………………………………….........15

6. Ïðîåêòíûé ðàñ÷åò âàëîâ ðåäóêòîðà è ïîäøèïíèêîâ………………………………………………………………………...……..23

7. Êîíñòðóêòèâíûå ðàçìåðû ÷åðâÿêà è ÷åðâÿ÷íîãî êîëåñà………………………………………………………………………..25

8. Ðàñ÷åò ýëåìåíòîâ êîðïóñà ðåäóêòîðà…………………………………………………………………………………………………………….26

9. Ïðîâåðêà äîëãîâå÷íîñòè ïîäøèïíèêîâ…………………………………………………………………………………………………………..…27

10. Ïðîâåðêà ïðî÷íîñòè øïîíî÷íîãî ñîåäèíåíèÿ è ïîñàäêè âåíöà ÷åðâÿ÷íîãî êîëåñà………………...30

11. Âûáîð ñìàçêè è óïëîòíèòåëüíûõ óñòðîéñòâ………………………………………………………………………………………………..32

12. Ñáîðêà ðåäóêòîðà………………………………………………………………………………………………………………………………………………………...33

Ïðèëîæåíèå………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..34

Ëèòåðàòóðà………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………37