Курсовая работа: Механізм приводу поршневого насосу

Рис. 7

Вихідні дані:

-  схема механізму без маховика;

-  маси і моменти інерції ланок:

;; .

-  середня кутова швидкість ведучої ланки ;

-  коефіцієнт нерівномірності руху ;

-  графік зведених моментів сил;

-  графік зведених моментів інерції.

3.2 Будуємо графік робіт сил опору

Для цього застосуємо метод графічного інтегрування графіка зведених моментів сил.

Послідовність інтегрування:

-  вибираємо полюс інтегрування Р на відстані Н=50 мм від осі ординат на продовженні вісі абсцис;

-  будуємо ординату, яка відповідає середині інтервалу 0-1, проектуємо її на вісі ординат і з’єднуємо точку 1’ ординати 01’ з полюсом Р;

-  теж саме робимо на наступних інтервалах;

-  з точки 0’ навої осі координат проводимо відрізок на інтервалі 0’1 паралельно променю Р1’ , з кінця отриманого відрізка проводимо відрізок на інтервалі 12 паралельно променю Р2’ і т.д.;

-  з’єднуємо отримані точки плавною кривою.

Отримана крива О’К є графіком робіт сил опору.

Оскільки за цикл усталеного руху робота рушійних сил дорівнює роботі сил опору, та з’єднавши т.О’ з т.К отримаємо графік робіт рушійних сил.

3.3 Будуємо графік приросту кінетичної енергії

Виконавши алгебраїчне сумування ординат граіфка робіт рушійних сил (беремо зі знаком “+”) та графіка робіт сил корисного опору (беремо зі знаком “-”).

Визначаємо масштабні коефіцієнти побудови графіків:

3.4 Будуємо графік зведених моментів інерції Ізв

Для цього визначаємо зведений момент інерції для 12-ти положень механізму. Оскільки умовою зведення є рівність кінетичних енергій , та

За цією формулою знаходимо зведені моменти інерції в 12-ти положеннях. Результати заносимо в таблицю 3.1.

Розрахуємо зведений момент інерції для 3-го положення механізму.

Значення зведених моментів інерції

Таблиця 5.

За даними Табл.7 будуємо графік зведених моментів інерції, повернений на 900, в масштабі

3.5 Будуємо графік залежості -діаграма Віттенбауера

Для визначення момента інерції маховика необхідно сопчатку визначити максимальний приріст кінетичної енергії , так як.

 визначаємо з діаграми Віттенбауера. Спочатку визначаємо кути, під якими будуть проведені дотичні до діаграми.

При відомих значеннях ,  проводимо дотичні до діаграми Віттенбауера. Там де ці лінії перетнуть ординату , виділяємо відрізок ав.

Визначаємо момент інерції маховика:

.

3.6 Визначаємо геометричні розміри маховика

Оскільки за попередніми розрахунками момент інерції маховика має велике значення і розміри маховика вийдуть великими, доцільно розмістити маховик на валу електродвигуна. Тоді момент інерції маховика буде мати таке значення:

.

Конструктивно приймаємо, що маховик виготовлений в вигдяді диска з масою, зосередженою на ободі, момент інерції якого:

Тоді зовнішній діаметр маховика розраховуємо за формулою:

де- відошення ширини маховика до його діаметра, яке рекомендується приймати в межах  (приймаємо ); - густина матеріалу (для чавуна ).

Знаходимо внутрішній діаметр кільця:

D1=D·ΨH=0,46·0,8=0,368 м,

де ΨH = D1/D - відношення внутрішнього діаметра кільця до зовнішнього, яке рекомендується приймати в межах ΨH = 0,6...0,8 (в даному випадку приймаємо ΨH = 0,6).

Ширина обода маховика:

Знаходимо масу маховика:

Знаходимо колову швидкість обода маховика:

Така швидкість дрпустима для чавунних маховиків (- допустима колова швидкість обода чавунних маховиків).

Рис. 8

4. Синтез кулачкового механізму

Схема механізму

Виконуємо синтез механізму, кінематичний і динамічний аналіз кулачкового механізму з роликовим коромислом за вихідними даними:

Таблиця 6.

4.1 Будуємо графік кутового переміщення штовхача

Починаємо побудову з графіка аналога прискорень. Далі за методикою інтегруємо графік аналога прискорень і отримуємо криву яка представляє собою графік аналогу швидкостей штовхача. Інтегруючи цей графік, отримаємо криву, яка представляє собою графік кутувого переміщення штовхача.

Визначаємо масштабні коефіцієнти побудови графіків:

Масштабний коефіцієнт осі абсцис діаграм:

Де  -- фазові кути кулачка;

(0-275) – відрізок відповідний суммі цих кутів.

Масштабний коефіцієнт діаграми переміщення:

Де максимальне значення переміщення;

довжина відповідного до відрізка на діаграмі у мм.

Масштабний коефіцієнт діаграми швидкостей:

Де довжина відповідного відрізка(від полюса до початку координат) на діаграмі у мм.

Масштабний коефіцієнт діаграми прискорень:

Де довжина відповідного відрізка(від полюса до початку координат) на діаграмі у мм.

Масштабний коефіцієнт діаграми кутової швидкості:

Де  кутова швидкість кулачка.

Масштабний коефіцієнт діаграми кутового прискорення:

привід поршневий насос кінетостатичний

4.2 Виконуємо перевірку розрахунків на ЕОМ

Метод базується на графічному способі розвязання умови  на базі графіка  за цикл. В процесі рішення будують за заданим законом руху штовхача діаграми переміщення  і аналогів швидкостей  штовхача , а потім шляхом графічного виключення параметра будуюь діаграму , забезпечивши чисельно однакові масштабні коефіцієнти по обох осях.  

1.  Визначаючи параметри  і е, слід памятати, що умови  обовязково повинна виконуватись тільки при передачі руху від профілю кулачка до штовхача. А тому для кулачкового механізму з силовим замиканням вищої кінематичної пари і обертанні кулачка в напрямку руху годинникової стрілки значення  і е можуть бути тільки такими, щоб можливе положення осі обертання кулачка на полі діаграми  було праворуч від дотичної 1-1 до кривої , проведеної під допустимим кутом передачі тиску  до осі  на фазі віддалення.

2.  Якщо рух передається від профілю кулачка до штовхача на фазі наближення, то щоб виконувалась умова , необхідно вісь обертання кулачка наполі діаграми  розмістити ліворуч від дотичної 2-2 до кривої , проведеної на фазі наближення під допустимим кутом передачі тиску  до осі .

3.  В кулачкових механізмах із геометричним замиканням вищої кінематичної пари  повинна виконуватись на фазі віддалення і наближення. Отже, можливе розміщення осі обертання кулачка при геометричному замиканні вищої кінематичної пари буле в заштрихованій зоні. Точка О перетину дотичних 1-1 і 2-2 покаже шукане положення осі обертання кулачка, яке забезпечує найменші розміри кулачка і всього механізму. При розміщенні осі обертання кулачка в точці А одержимо значення  і е, які забезпечують виконання умови  в будь-якому положенні механізму.

Кінці відрізків z з’єднуємо плавною кривою і отримуємо діаграму залежності .

До отриманої діаграми проводимо дотичні під кутом тиску , а на їх теретині отримаємо точку 01, яка є центром обертання кулачка з мінімальним радіусом. Центр обертання кулачка можна прийняти в будь-якій точці зони, що утворилась між двома дотичними нижче точки 01.

Приймаємо:

- радіус початковой шайби

4. Побудова профілю кулачка.

Побудова аиконується в масштабі .

1.  Креслимо заданий графік функції  руху штовхача, користуючись маштабними коефіцієнтоми  по осі ординат і . З одного центра 01 проводимо коло радіусом і коло радіусом і е.

2.  Напродовженні осі абсцис вибираємо довільну точку С що належить штовхачу, і проводимо паралельно до осі ординат лінію руху штовхача, на якій розмічаємо точками 1, 2, 3, ... ,m шлях руху точки С .

3.  З центра О проводимо коло радіусом . Застосовуючи метод інверсії, у напрямку протилежному напрямку обертаннякулачка від лінії 001 відкладаємо фазові кути .Відкладаємо від прямої ОС в бік, протилежний обертанню кулачка, фазові кути, ділимо кути віддалення  і наближенняна десять рівних частин і проводимо промені 0-1, 0-2, ... , 0-10 ., відповідно до положень штовхача.

4.  Перенесимо за допомогою циркуля положення точоки С з розмітки на відповідні напрямні штовхача у відносному русі навколо кулачка і, зєднавши їх плавною кривою, одержимо теоретичний профіль кулачка.

5.  Зточок теоретичного профілю проводимо кола радіусами  і будуємо обвідну цих кіл, яка і буде практичним (робочим) профілем кулачка.

Слід зазначити, що в кулачку центрального кулачкового механізму фазові кути і кути відповідних профілів збігаються, а в кулачках позацентрових кулачкових механізмів кути профілів віддалення і наближення залежно від величини і напрямку ексцентриситету можуть бути як більшими, так і меншимивідповідних фазових кутів.

6.  Для побудови практичного профіля кулачка проводимо коло радіусом ролика, яке повторюємо багаторазово, прийнявши за центр лінію теоретичного профілю. Будуємо еквівалентний профіль, який є практичним профілем.

5. Аналітичне визначення радіуса-вектора теоретичного профілю кулачка

Вихідні дані: = 20; =30о (0,524 рад);

R0 = 34мм; =270о (4,7рад);

Вихідні данні: R0 = 34мм, e = 10мм, j в = 115°(2рад.), j = 25° (0.35 рад.),

j н = 130° (0.35 рад.) Sm = 20мм, rр = 0 мм

Для даного закону руху коефіцієнти переміщення y і швидкості d вибираємо із таблиці. При

К = j / j в = 100 / 115 = 0,87; y = 0,870; d = 1.8

Переміщення S і аналог швидкості  при повороті і кулачка на кут j =100 °:

S = (y ∙ Sm) = 0,870 ∙ 20 =17,4мм;

 = d ∙ = 1.8∙  = 18мм.

Визначаємо S0, J:

S0 =  R02 – e2 = 342 – 102 =32,5 мм;

tg J = == 0.21;

J = аrctg 0. =12°4`25,79``.

Визначаємо кут g - кут між радіусом – вектором теоретичного профілю і напрямом рушу штовхача

g = arcsin ( e / r ) = arcsin ( 10 / 34) = 17°6`16,69``.

Радіус - вектор практичного профілю кулачка буде :

rп = r2 + rp2 – 2∙ r ∙rp∙cos (J + g ) =

342 + 02 – 2∙ 18∙ 0 cos (12°4`25,79``+ 17°6`16,69``) = 34мм.

5. Геометричний синтез евольвентного нульового прямозубого зачеплення

Вихідні дані:

 мм - модуль;

 - число зубців першого колеса;

 - число зубців другого колеса;

 - коефіцієнт висоти головки зубця;

 - коефіцієнт висоти ніжки зубця;

 - коефіцієнт радіального зазору;

 - коефіцієнт округлення біля ніжки зубця;

 - кут профілю.

5.1 Визначення геометричних параметрів зубчастого зачеплення

Визначаємо крок зачеплення

 мм.

Визначаємо радіуси ділильних кіл:

 мм;

 мм.

Визначаємо радіуси основних кіл:

 мм;

 мм.

Визначаємо товщини зубців:

 мм;

 мм.

Визначаємо радіуси западин:

 мм;

 мм.

Визначаємо міжосьову відстань:

 мм.

Визначаємо радіуси початкових кіл:

 мм;

 мм.

Визначаємо висоту зубців:

 мм.

Визначаємо радіуси вершин зубців:

 мм;

 мм.

Страницы: 1, 2, 3, 4