Размеры звеньев механизма
| параметры | Варианты | ||||||||||
| Размеры звеньев механизма, м. | a | 0,30 | 0,35 | 0,35 | 0,31 | 0,33 | 0,30 | 0,38 | 0,35 | 0,30 | 0,35 |
| lАВ | 0,16 | 0,17 | 0,20 | 0,15 | 0,17 | 0,18 | 0,20 | 0,16 | 0,15 | 0,17 | |
| lBC | 0,30 | 0,30 | 0,33 | 0,31 | 0,32 | 0,33 | 0,31 | 0,35 | 0,36 | 0,35 | |
| lCЕ | 0,5 | 0,52 | 0,58 | 0,55 | 0,6 | 0,65 | 0,56 | 0,48 | 0,5 | 0,52 | |
| lCД | 0,25 | 0,27 | 0,28 | 0,38 | 0,25 | 0,30 | 0,25 | 0,28 | 0,3 | 0,3 | |
| lЕF | 0.6 | 0.5 | 0.7 | 0.6 | 0.8 | 0.6 | 0.7 | 0.65 | 0.7 | 0.75 | |
| Число оборотов n, об/мин. |
Данные для проектирования зубчатой передачи
| Параметры | Варианты | ||||||||||
| Число зубьев: | Z1 | ||||||||||
| Z2 | |||||||||||
| Модуль m, мм. |
Массы и моменты инерции звеньев
| Параметры | Варианты | ||||||||||
| Массы звеньев, кг. | m2 | 0.65 | 0.55 | 0.50 | 0.70 | 0.56 | 0.60 | 0.65 | 0.55 | 0.70 | 0.75 |
| m3 | 0.80 | 0.75 | 0.70 | 0.85 | 0.70 | 0.80 | 0.75 | 0.80 | 0.85 | 0.80 | |
| m4 | 0.55 | 0.50 | 0.45 | 0.53 | 0.60 | 0.48 | 0.52 | 0.50 | 0.58 | 0.54 | |
| m5 | 0.80 | 0.85 | 0.90 | 1.10 | 1.20 | 0.95 | 1.00 | 1.15 | 1.20 | 1.25 | |
| Моменты инерции звеньев, кгм2. | 
| 0,045 | 0,04 | 0,045 | 0,05 | 0,04 | 0,045 | 0,040 | 0,035 | 0,05 | 0,055 |
| 0,03 | 0,03 | 0,035 | 0,035 | 0,025 | 0,03 | 0,025 | 0,03 | 0,035 | 0,03 | |
| 0,06 | 0,11 | 0,09 | 0,07 | 0,065 | 0,08 | 0,06 | 0,05 | 0,07 | 0,08 | |
| Сила сопротивления, Pc max, Н. |
Данные для проектирования кулачкового механизма
| Параметры | Варианты | ||||||||||
| Высота подъема толкателя h, мм | |||||||||||
| Фазовые углы | φ0у | ||||||||||
| φ0до | |||||||||||
| φ0пр |
Задание № 9
Тема. Содержание и последовательность выполнения проекта.
Ι. Структурное и кинематическое исследование
рычажного механизма.
1. Произвести структурный анализ рычажного механизма, состоящего из звеньев 0, 1, 2, 3, 4 и 5.
2. Построить положения звеньев механизма, соответствующие крайним положениям рабочего органа. Одно из крайних положений, соответствующее началу рабочего хода, взять для дальнейших расчетов за начальное.
3. Построить 12 планов положений механизма и определить графически траекторию движения центра тяжести шатуна, входящего в состав механизма.
4. Определить в 12 положениях механизма построением планов скорости и ускорения всех характерных точек механизма. Вращение кривошипа считать равномерным.
5. Используя планы положений механизма, построить диаграммы перемещения и пути рабочего органа в функции угла поворота кривошипа или времени. Методом графического дифференцирования диаграммы перемещения построить графики скорости и ускорения рабочего органа.
6. Построить графики угловой скорости и углового ускорения шатуна.
7. Построить годографы скорости и ускорения центра тяжести шатуна.
ΙΙ. Проектирование зубчатой передачи
1. Из условия соосности определить недостающие числа зубьев колес редуктора. Модуль считать одинаковым для всех колес.
2. Найти передаточное отношение редуктора, считая ведущим колесо 1.
3. Рассчитать и построить зацепление корригированных колес редуктора, числа зубьев которых помечены звездочками
4. Построить рабочие участки профилей, дуги зацепления и определить коэффициент перекрытия аналитически и графо-аналитически. Рассчитать и построить эпюры относительных скольжений профилей.
5. Построить профиль зубьев малого колеса в зацеплении с инструментальной рейкой без смещения и со смещением.
ΙΙΙ. Проектирование кулачкового механизма
1. Построить в произвольном масштабе заданный закон изменения второй передаточной функции и методом графического интегрирования построить график первой передаточной функции и функции положения ведомого звена.
2. Определить минимальный радиус кулачковой шайбы.
3. Построить центровой и практический профили кулачка.
4. Построить график изменения угла передачи движения в функции угла поворота кулачка.
ΙV. Силовой расчет рычажного механизма
1. В одном из рабочих положений механизма построением планов сил определить реакции во всех кинематических парах и уравновешивающий момент на кривошипе.
2. Определить по рычагу Жуковского Н. Е. уравновешивающий момент на кривошипе. Расхождение в полученных результатах при определении уравновешивающего момента планом сил и методом Жуковского Н. Е. не должно превышать 5 – 10 %.
3. Определить потребную мощность электродвигателя для привода, если коэффициент полезного действия принять 0,7 – 0,8.
V. Определение момента инерции маховика
1. Определить приведенный момент от силы сопротивления для 12 положений механизма. Построить график изменения приведенного момента по углу поворота кривошипа.
2. По графику приведенного момента построить графическим интегрированием графики работы сил сопротивления и работы движущих сил, считая момент движущих сил на главном валу постоянным для всего периода движения.
3. Построить диаграмму приращений кинетической энергии по углу поворота кривошипа.
4. Подсчитать для 12 положений приведенный момент инерции механизма и построить график его изменения по углу поворота кривошипа.
5. Построить график избыточных работ в функции приведенного момента инерции (диаграмма энергомасс). С помощью этой диаграммы определить момент инерции маховика, который должен быть посажен на вал кривошипа для обеспечения заданной неравномерности хода машины.
К заданию № 9
Схема для исследования стержневого механизма
Исходные данные к заданию №9
| Число оборотов кривошипа | n, об/мин | Варианты | |||||||||
| Размеры звеньев рычажного механизма |  м
| 0,08 | 0,25 | 0,1 | 0,22 | 0,15 | 0,2 | 0,18 | 0,16 | 0,1 | 0,09 |
 м
| 0.2 | 0.6 | 0.25 | 0.5 | 0.35 | 0.5 | 0.45 | 0.4 | 0.25 | 0.22 | |
 м
| 0.16 | 0.5 | 0.3 | 0.45 | 0.3 | 0.52 | 0.35 | 0.52 | 0.2 | 0.3 | |
| a, м | 0.025 | 0.06 | 0.03 | 0.03 | 0.04 | 0.05 | 0.055 | 0.05 | 0.03 | 0.027 | |
| b, м | 0.015 | 0.4 | 0.18 | 0.35 | 0.28 | 0.35 | 0.32 | 0.3 | 0.2 | 0.16 | |
| α0, град | |||||||||||
| Основные данные для проектирования зубчатой передачи | Z1 | ||||||||||
| Z2 | |||||||||||
| Z3 | |||||||||||
| Z4* | |||||||||||
| Z5* | |||||||||||
| m, мм | |||||||||||
| Основные данные для проектирования кулачкового механизма | hmax ,м | 0,048 | 0,038 | 0,036 | 0,082 | 0,026 | 0,026 | 0,03 | 0,05 | 0,043 | 0,036 |
| φ0уд | |||||||||||
| φ0д С | |||||||||||
| φ0пр | |||||||||||
| Сила полезного сопротивления | Pc max,H | ||||||||||
| Веса звеньев | G3,H | ||||||||||
| G4,H | |||||||||||
| G5,H |
Продолжение к заданию №9
| Число оборотов кривошипа | n, об/мин | Варианты | |||||||||
| Моменты инерции звеньев стержневого механизма, кгм2 | 
кгм2
| 0,025 | 0,77 | 0,114 | 0,51 | 0,159 | 0,68 | 0,275 | 0,208 | 0,051 | 0,101 |
кгм2
| 0,0104 | 0,32 | 0,0685 | 0,23 | 0,0685 | 0,355 | 0,107 | 0,083 | 0,0204 | 0,0685 | |
| Коэффициент неравномерности хода | δ | 1/30 | 1/35 | 1/40 | 1/45 | 1/50 | 1/30 | 1/35 | 1/40 | 1/45 | 1/50 |
Примечание:
Положение центров тяжести взять:
1. для звена ВС – на его середине
2. на стороне О1А сделать засечку длиной ОВ; центр тяжести полученного равнобедренного треугольника принять за центр тяжести звена 3
3. центр тяжести звена 5 принять в точке С.
Задание № 10
Тема проекта. Исследование рычажного механизма.
Содержание и последовательность выполнения проекта
Ι. Кинематическое исследование механизма
1. Произвести структурный анализ механизма (см. схему к заданию №10).
2. С помощью теоремы Грасгофа проверить механизм на проворачиваемость ведущего звена.
3. Найти и построить положения механизма, соответствующие крайним положениям ведомого органа. Определить максимальный ход ведомого звена. Одно из крайних положений, соответствующее началу рабочего хода, взять за начальное для дальнейших расчетов.
4. Построить 12 планов положений звеньев механизма и траекторию движения центра тяжести звена 3.
5. Построить для каждого из положений планы скоростей и ускорений. Определить скорости и ускорения центров тяжести звеньев.
6. Построить график перемещения ведомого звена, методом графического дифференцирования получить графики скорости и ускорения.
7. Построить графики угловой скорости и ускорения звена 4.
8. Построить годографы скорости и ускорения центра тяжести звена 4.
ΙΙ. Проектирование зубчатой передачи
1. Рассчитать и построить неравносмещенное цилиндрическое зацепление зубчатых колес. Коэффициенты относительного смещения рейки выбрать по табл. проф. Кудрявцева
2. Определить рабочие участки профиля, коэффициент перекрытия и дуги зацепления.
3. Построить эпюры относительных скольжений профилей.
4. Определить вес и осевые моменты инерции спроектированных колес, приняв толщину колеса 
. Расчеты производить как для однородных дисков.
ΙΙΙ. Проектирование кулачкового механизма
1. Закон движения ведомого звена принять синусоидальным.
2. Построить графики перемещения, аналога скорости и аналога ускорения ведомого звена.
3. Определить минимальный радиус кулачка графическим путем. Задачу решить для кулачкового механизма одностороннего вращения. Минимальный угол передачи движения взять в пределах 40 – 50 %.
4. Построить теоретический и практический профили кулачка, выбрав радиус ролика.
5. Построить график изменения угла передачи движения в функции угла поворота кулачка.
ΙV. Силовой расчет рычажного механизма
1. Выбрать одно из положений механизма во время рабочего хода и определить силы, действующие на механизм. Силы инерции рассчитать, используя данные кинематического анализа.
2. Методом кинетостатики рассчитать реакции в кинематических парах механизма, а также уравновешивающую силу. Движение кривошипу передается с помощью пары зубчатых колес.
3. Определить уравновешивающую силу методом рычага Жуковского. Сравнить полученные значения Р у; расхождение не должно превышать 10 %.
V. Определение момента инерции и размеров маховика
1. Рассчитать и построить график момента приведенной силы за время одного цикла установившегося движения. При приведении учесть только силу полезного сопротивления.
2. Методом графического интегрирования построить график работ сил полезного сопротивления. Построить график работ движущих сил, учитывая, что момент движущих сил постоянен.
3. построить график приращения кинетической энергии механизма.
4. Построить график кинетической энергии механизма за время одного цикла ее изменения.
5. Определить по методу проф. Мерцалова момент инерции маховика. Допустимую степень неравномерности хода взять в пределах 0,03 – 0,08.
6. Определить вес и размеры маховика.
К заданию 10
Схема рычажного механизма