Рис. 3.5

Общий вид приспособления ТММ – 42 для вычерчивания профиля зубьев методом обкатки показан на рисунке 3.2. Основание 1 имеет паз для перемещения подвижной планки 2, на которой винтами 9 фиксируется рейка 3 и ось, вокруг которой поворачивается соединенные между собой два диска 4. Нижний диск имеет диаметр делительной окружности нарезаемого колеса. Концы стального троса, охватывающего диск, закреплены на подвижной планке. Натяжение троса обеспечивается с помощью рычага 5. На верхнем диске прижимной шайбой 6 закрепляется бумажный диск, имитирующий заготовку. Прерывистое перемещение рейки относительно заготовки обеспечивается храповым механизмом путем нажимом на клавишу 7. при каждом нажатии рейка перемещается влево на один шаг. Поворачивая рычаг 8 против часовой стрелки можно освободить подвижную планку от храпового механизма и перемещать ее вручную вправо или влево. Другое движение планки - радиальное. Это перемещение отсчитывается по шкале на планке и фиксируется винтами 9.

Сначала подготавливаем бумажный диск заготовку и устанавливаем его в устройстве, фиксируя прижимной гайкой.

Устанавливаем риски рейки напротив нулевого значения шкалы. Поворачивая рычаг 8, освобождаем планку от храпового механизма, переводим ее в крайнее правое положение и закрепляем. Рычагом 5 ослабляем натяжение троса и поворачиваем диск таким образом, что бы левый крайний зуб рейки совпадал с началом первого сектора заготовки и закрепляем трос.

Обрисовываем карандашом профиль зубьев рейки. Нажимая клавишу 7, переводим рейку влево на один шаг и снова обрисовываем профиль зубьев. Продолжаем так делать, пока рейка не дойдет до конца влево.

Для второго сектора смещаем рейку на 10 мм вниз ( ).

Для третьего сектора смещаем рейку на 10 мм вверх ( ).

Для исключения подрезания зуба находим относительный ( ) и абсолютный сдвиг рейки. Количество зубьев .

Для четвертого сектора устанавливаем смещение планки на и прорисовываем профиль зубьев.

Снимаем заготовку и в каждом секторе наносим по 4 окружности:

- радиус делительной окружности

- радиус основной окружности;

- радиус окружности выступов;

- радиус окружности впадин.

Определяем шаг по делительной окружности

2. Кинетостатический (силовой) анализ главного механизма

1. Выходные данные

Выходные данные согласно заданию к курсовому проекту.

1. Схема двухпоршневого V - образного насоса (рис. 1.1)

1. Угловая скорость кривошипа , с^-1 16

2. Погонная единица массы , кг/м 19

3. Коэффициент ( ) 6,2

4. Коэффициент ( ), кН/м 5

5. Длина кривошипа , мм 140

6. Длина шатуна , мм 560

7. Неравномерность хода 1/5

Задачей силового исследования является определение реакций в кинематических парах механизма, находящегося под действием внешних сил. Закон движения при этом считается заданным. Для того, что бы ведущее звено двигалось по заданному закону, необходимо к нему приложить так называемую уравновешивающую силу (или уравновешивающий момент), которая уравновешивает все силы и силы инерции. Определение уравновешивающей силы или уравновешивающего момента наряду с определением реакций в кинематических парах так же является задачей силового исследования механизма.

Силовой расчет выполняется в порядке, обратном кинематическому исследованию, т. е. сначала ведется расчет группы Ассура, наиболее удаленной от начального механизма, затем предыдущей и т. д., и, наконец, начального механизма.

2. Определение действующих сил и сил инерции

Определяем массу звеньев.

Масса кривошипа АВ (с):

.

Масса шатунов АС и ВD ( и )

.

Масса ползунов С и D ( и ):

.

Вес звеньев:

.

Центрами масс для линейных звеньев считаем середины межшарнирных расстояний, а для ползунов – точки С и D.

Сила полезного сопротивления возникает при сопротивлении ползунов нагнетанию. Противоположное направление движение ползунов является холостым ходом. Для положения 2 механизма силs полезного сопротивления будут равны

где - коэффициент;

, - перемещение ползунов для положения 2. Из диаграммы перемещений

,

Силы инерции в общем случае рассчитываются по формуле

где - ускорение центра тяжести звена. Из плана ускорений

; ; ; ;

Момент инерции не равен нулю будет для шатунов 2 и 3.

где - осевой момент инерции шатуна, относительно оси, проходящей через центр тяжести.

- угловое ускорение шатуна.

Направление сил инерции противоположно направлению ускорений.

1. Силовой расчет группы Ассура без учета сил трения

1. Звенья 2-4.

Изображаем отдельно группу Ассура, нагруженную действующими силами и силами инерции. Отсоединив звено 2 от стойки 6 и кривошипа 1, прикладываем в точках А и B силы и - силы реакций в кинематических парах 1-2 и 4-6.

Кинематическая пара 1-2 – вращательная, поэтому раскладываем ее на две составляющие

Реакция в поступательной паре 4-6 неизвестна по величине, но известна по направлению; направлена перпендикулярно движению.

Определяем величину касательной составляющей, для чего составляем для звена 2 уравнение моментов относительно точки С.

Откуда

где ; ; .

Векторная сумма всех сил, действующих на группу Ассура, включая и силы инерции, равна нулю, т. е.

В этом уравнении два вектора и известны только по направлению, остальные известны полностью, следовательно, уравнение решается.

В соответствии с последним векторным уравнением строим так называемый план сил. Для этого выбираем масштаб построения . Из произвольной точки в выбранном масштабе откладываем все известные векторы в той последовательности, которая указана в уравнении равновесия. Через начало первого вектора проводим направление нормальной составляющей , а через конец последнего – направление реакции . Пересечение этих направлений определяет величины отрезков, изображающих в масштабе векторы неизвестных реакций. Складывая на плане сил нормальную и тангенциальную составляющие, получаем полную реакцию

Для определения реакции в кинематической паре 2-4 составляем уравнение равновесия звена 2, записанное в виде векторной суммы всех сил:

Используем уже построенный план сил, на котором соединяем начало вектора с концом вектора . Направлена искомая реакция из конца последнего вектора в начало первого.

Умножая полученные отрезки на масштабный коэффициент, получаем:

1. Звенья 3-5

Изображаем отдельно группу Ассура, нагруженную действующими силами и силами инерции. Отсоединив звено 3 от стойки 6 и кривошипа 1, прикладываем в точках А и Е силы и - силы реакций в кинематических парах 1-3 и 6-5.

Кинематическая пара 1-3 – вращательная, поэтому раскладываем ее на две составляющие

Реакция в поступательной паре 5-6 неизвестна по величине, но известна по направлению; направлена перпендикулярно движению.

Определяем величину касательной составляющей, для чего составляем для звена 3 уравнение моментов относительно точки Е.

Откуда

Векторная сумма всех сил, действующих на группу Ассура, включая и силы инерции, равна нулю, т. е.

В этом уравнении два вектора и известны только по направлению, остальные известны полностью, следовательно, уравнение решается.

В соответствии с последним векторным уравнением строим так называемый план сил. Для этого выбираем масштаб построения . Из произвольной точки в выбранном масштабе откладываем все известные векторы в той последовательности, которая указана в уравнении равновесия. Через начало первого вектора проводим направление нормальной составляющей , а через конец последнего – направление реакции . Пересечение этих направлений определяет величины отрезков, изображающих в масштабе векторы неизвестных реакций. Складывая на плане сил нормальную и тангенциальную составляющие, получаем полную реакцию

Для определения реакции в кинематической паре 3-5 составляем уравнение равновесия звена 3, записанное в виде векторной суммы всех сил:

Используем уже построенный план сил, на котором соединяем начало вектора с концом вектора . Направлена искомая реакция из конца последнего вектора в начало первого.

1. Силовой расчет начального механизма

На ведущее звено действуют вес кривошипа , реакции и , сила инерции . В точке О действует реакция со стороны стойки, которую и надо определить.

Ведущее звено под действием заданных сил не будет находиться в равновесии, поэтому необходимо приложить уравновешивающую силу , обеспечивающую движение по заданному закону.

Составим уравнение моментов относительно точки О и определяем величину уравновешивающей силы:

Для определения реакции в кинематической паре кривошип-стойка составляем уравнение равновесия

1. Определение уравновешивающего момента с помощью рычага Н.Е. Жуковского.

Уравновешивающий момент может быть определен при помощи теоремы Н. Е. Жуковского о «жестком рычаге», согласно которой сумма моментов всех сил, действующих на механизм, включая силы инерции, перенесенных параллельно самим себе в одноименные точки повернутого на 90⁰ плана скоростей, относительно полюса, равна нулю.

Таким образом, план скоростей представляется как жесткий рычаг, шарнирно закрепленный в полюсе и находящийся под действием сил в равновесии.

По теореме Жуковского легко определить уравновешивающий момент.

Решение проводим в такой последовательности:

1. Строим в масштабе повернутый на 90⁰ план скоростейб механизма.

2. По теореме подобия находятся на плане скоростей все точки, в которых приложены все действующие силы. Моменты сил при этом раскладываются на пары сил таким образом, что бы звено, к которому они приложены, представляло собой плечо этой пары.