Курсовая работа: Проектирование и исследование механизма двигателя внутреннего сгорания

По таблице находим aw = 2608’; cosaw = 0,8895; sinaw = 0,3971; tgaw = 0,432.

6.2.4. Межосевое расстояние - аw

aw = (Z1 + Z2) * mп/2 * cosa/cosaw = (17 + 26)8/2 . 0,93969/0,8895 = 181,632 мм.

6.2.5. Расчет диаметров зубчатых колес:

а) делительные диаметры:

d1 = Z1 * mп = 17 . 8 = 136 мм.

d2= Z2*mп = 26 . 8 = 208 мм.

б) начальные диаметры:

dw1 = 2aw/Un+1 = 2 . 181,632/1,5 + 1 = 145,3 мм.

dw2= 2aw * Un/Un +1 = 2 . 181,632 . 1,5/1,5 + 1 = 217,9 мм.

в) коэффициент воспринимаемого сечения – Y

Y=(аw – а)/mn = 181,632 – 172/8 = 1,204.

г) коэффициент уравнительного сечения -DY

DY= Хå - Y = 1,415 – 1,204 = 0,211.

д) диаметр вершин зубьев:

da1 = d1 + 2(h*a+ x1 - DY)mп = 162,99 мм.

da2 = d2 + 2(h*a + x2 - DY)mп = 224,89 мм.

е) диаметр впадины:

df1 = d1 – 2(h*a + C* - x1)mп = 130,3 мм.

df2= d2– 2(h*a + C* - x2)mп = 196,2 мм.

ж) основные диаметры:

dв1 = d1cosa = 136 . 0,93969 = 127,7 мм.

dв2 = d2cosa = 208 . 0,93969 = 195,7 мм.

6.2.6. Шаг зацепления – P

P = pm = 3,14 . 8 = 25,15 мм.

6.2.7. Основной окружной шаг – Pв

Pв = P . cosa = 25,15 . 0,93969 = 23,6 мм.

6.2.8. Глубина захода зубьев – hd

hd = (2h*a - DY)mп = ( 2 . 1 – 0,211)8 = 14,3 мм.

6.2.9. Высота зуба – h

h = (2h*a + C* - DY)mп = (2 . 1 + 0,25 – 0,211)8 = 16,31 мм.

6.2.10. Высота головок и ножек зубьев:

а) высота делительной головки шестерни – ha1:

ha1 = (h*a + x1 - DY)mп = ( 1 + 0,898 – 0,211)8 = 13,49 мм.

б)высота делительной головки колеса – ha2:

ha2 = (h*a + x2 - DY)mп = (1 + 0,517 – 0,211)8 = 10,44 мм.

в) высота делительной ножки шестерни – hf1:

hf1 = (h*a + C* - x1)mп = (1 + 0,25 – 0,898)8 = 2,81 мм.

г) высота делительной ножки колеса – hf2:

hf2 = (h*a + C* - x2)mп = (1 + 0,25 – 0,517)8 = 5,86 мм.

д) высота начальной головки шестерни – haw1:

haw1 = 0,5(da1 – dw1) = 0,5( 162,99 – 145,3 ) = 8,84 мм;

е) высота начальной головки колеса – haw2:

haw2 = 0,5(da2 – dw2) = 0,5( 228,8 – 217,9 ) = 5,49 мм.

ж) высота начальной ножки шестерни – hwf1:

hwf1 = 0,5(dw1 – df1) = 0,5( 145,3 – 130,3 ) = 7,5 мм.

з) высота начальной ножки колеса – hwf2:

hwf2 = 0,5(dw2 – df2) = 0,5( 217,9 – 196,2 ) = 10,8 мм.

6.2.11. Окружная толщина зуба:

а) делительная толщина зуба шестерни – S1:

S1 = pmп/2 + 2x1mпtga = (3,14 * 8)/2 + 2 * 0,898 * 8 * 0,36397 = 17,7 мм.

б) делительная толщина зуба колеса – S2:

S2 = pmп/2 + 2x2 mпtga = (3,14 * 8)/2 + 2 * 0,517 * 8 * 0,36397 = 15,57 мм.

в) начальная толщина зуба шестерни – Sw1:

Sw1 = dw1(p/2Z1 + 2X1 * tga/Z1   +inva - invaw) = 15,11 мм.

г) начальная толщина зуба колеса – Sw2:

Sw2 = dw2(p/2Z2 + 2X2 * tga/Z2 +inva - invaw) = 11,007 мм.

6.2.12. Проверка величин Sw1 и Sw2:

Sw1 + Sw2 = Pw = pdw1/Z1 = pdw2/Z2

Sw1 + Sw2 = 15,11 + 11,007 = 26,11 мм.

pdw1/Z1 = 3,14 * 145,3/17 = 26,8 мм.

pdw2/Z2 = 3,14 * 217,9/26 = 26,3 мм.

6.2.13. Проверка величин ha и hf:

h = ha1 + hf1 = 13,49 + 2,81 = 16,3 мм.

h = ha2 + hf2 = 10,44 + 5,86 = 16,3 мм.

h = hwa1 + hwf1 = 8,84 + 7,5 = 16,3 мм.

h = hwa2 + hwf2 = 5,49 + 10,85 = 16,3 мм.

6.2.14.da1 + df2 = da2 + df1;

162,99 + 196,2 = 224,89 + 130,3 .

356,19 = 359,19.

7. Построение эвольвентного смещенного зацепления цилиндрических колес Z1 и Z2 и его исследование.

7.1 Вычерчивание профилей (смотреть методические указания часть III “Проектирование и исследование сложной зубчатой передачи” )

О1 М1 = rв1 = 63,85 мм; О2 М2 = rв2 = 97,7 мм;

7.2 Длина линии зацепления

7.2.1. Длина линии зацепления – q мм.

q = М1М2 = М1W + WМ2 = rw1 sinan + rw2 sinan ;

q = аw sinan = 181,6 . 0,456 = 82,83 мм;

При замере длины отрезка на чертеже получаем :

(М1М2) = 83 мм. mL = 1 мм/мм;

q = mL ( М1М2) = 1 * 83 = 83 мм.

М1W = rw1 sinan = 33,13 мм,

М2W = rw2 sinan = 49,68 мм,

7.2.2. Длина активной линии зацепления qa .

qa = L1L2 = М1L2 + М2L1 – М1М2.

qa = L1L2 = M1L2 + M2L1 + M1M2; qa = Ö rа12 – rв12 + Ö rа22 – rв22 - g ;

qa = 50,9 + 58 – 8283 = 26,07 мм.

При замере длины отрезка на чертеже получаем:

(L1L2) = 26мм; qa =ma(L1 L2) = 1 . 26 = 26 мм.

Длина дополюсной части активной линии зацепления:

qt = L1W = M2L1 – M2W = 58 – 49,68 = 8,32 мм.

Длина заполюсной части активной линии зацепления:

qa = L2W = M1L2 – M1W = 50,9 – 33,13 = 17,77 мм.

7.3 Активный профиль зуба

Слагается из профиля головки и части профиля ножки. Остальная часть ножки в зацеплении не участвуют, т.к. с сопряженным профилем она не участвует. Определение активных профилей смотри в методических указаниях, часть III.

7.4 Угол ja торцового перекрытия и дуга зацепления

7.4.1.  Ð  а1о1а2 = ja1 ; Ð в1о2в2 = ja2 ;

ja1 = qa/ rв1 = 26,07/63,85 = 0,408 рад = 240 35’.

ja2 = qa/ rв2 = 26,07/97,7 = 0,266 рад = 15037’.

7.4.2. Основные дуги зацепления :

а1а2 = Sв1 = qa; в1в2 = Sв2 = qa;

Начальные дуги зацепления: для первого колеса – дуга АL1AL2 , для второго колеса - дуга ВL1ВL2 .

7.5. Определение коэффициента Еa торцового перекрытия

7.5.1. Еa = ja1/t1 = ja2/t2 ; Еa = qa/р . cosa = 26,07/25,15 . 0,93969 = 0,133.

7.8. Коэффициент Ã удельного давления

7.8.1. Он характеризует контактную прочность зубьев: Ã = m/rnp, где m – модуль зацепления; rnp – приведённый радиус кривизны в точке касания профиля.

7.8.2. Для наружного зацепления:

à = m(r1 + r2)/r1r2; r1 = М1k ; r2 = М2k;

r1 + r2 = М1k + М2k = М1М2 = q; Ã = mq/r1(q - r2);

q – длина линии зацепления; q = 83мм; m – модуль зацепления; m = 8 мм.

   Ã = 664/r1(83 - r1);

7.8.3. По вычисленным значениям Ã строим график функции Ã = ò3 (x). Построение смотреть в методических указаниях часть III.

7.9. Проверка на заклинивание

7.9.1. rа2 < О2М1 .

( О2М1)2 = аw2 + rв12 - 2 аw rв1соsan;

rа2 = Ö  аw2 + rв12 - 2 аw rв1соsan ;

7.9.2. Для проектируемой передачи:

rа2 = 114,44 мм; аw = 181,632 мм; rв1 = 63,85 мм; соsan = 0,895;

rа < Ö 181,632 + 63,852 – 2 . 181,632 . 0,89 . 63,85;

rа < Ö 16421,1;

r2 < 128,14; 114,4 < 128,14;

7.10. Усилия, действующие в зацеплении

Т1 = N/w1 ; где

М1 – момент на колесе z1в мм

N – передаваемая зацеплением мощность в вm

w1 – угловая скорость колеса z1 в рад/с

N = 15600Вт; w1 = 177,9 рад/с;

Т1 = N /w1 = 15600/177,9 = 87,68 нм.

Окружное усилие – Рt:

Рt 1-2 = - Рt 2-1 = 2Т1/dw1 = 2 . 87,68/145,3 = 1,2 н.

Радиальное усилие Рa 1-2 = - Рa 2-1 = Рt 1-2 tgan = 1,2 . 0,3639 = 0,45 н.

aw = 2608’; соsaw = 0,8895; tgaw = 0,4322;

Нормальное усилие – Рн : Рn 1-2 = - Pn 2-1 = Pt 1-2/ соsaw =1,2/0,8895 = 1,36 н.

Таблица 5

8. Планетарный редуктор

8.1 Подбор чисел зубьев колёс

8.1.1. Определим число зубьев z3 и z4

z5 = z3 (U3н – 1) = 30 * ( 3,2 – 1) = 66 ; z4 = z3 (3,2 – 2)2 = 30 * 1,2/2 = 18;

8.1.2. Строим в двух проекциях развёрнутую кинематическую схему передачи в выбранном масштабе mL = 0,004 м/мм.

Для планетарных редукторов с 3 – мя сателлитами определяют возможное наибольшее число сателлитов для каждого ряда по следующей формуле:

(z4 + z3)sin p/к > z4 + 2ha*

(30 + 18) sin 180/3 > 18 + 2;

48 * 0,866 > 18 +2

8.2 Определение основных размеров колёс z3, z4 и z5

8.2.1. d3 = z3 mпл = 30 . 9 = 270 мм.

dВ3 = d3 соsa = 270 . 0,93969 = 256 мм.

dа3 = mпл (z3 + 2) = 9 . 28 = 247,5 мм.

dò3 = mпл (z3 - 2,5) = 9 . 27,5 = 162 мм.

8.2.2. d4 = z4 mпл = 18 . 9 = 162 мм.

dВ4 = d4 соsa = 162 . 0,93969 = 152,2 мм.

dа4 = mпл ( z4 + 2) = 9 . 20 = 180 мм.

dò4 = mпл (z4 – 2,5) = 9 . 15,5 = 139,5 мм.

8.2.3. d5 = z5 mпл = 66 . 9 = 594 мм.

dВ5 = d5 соsa = 594 . 0,93969 = 558,1 мм.

dа5 = mпл (z5 –2) = 9 . 64 = 576 мм.

dò5 = mпл (z5 + 2,5) = 9 . 63,5 = 616,5 мм.

8.3 Скорость вращения колёс

w3 = w2 = w1/Un = 177,9/1,5 = 118,6 рад/с.

w4/wн = U4-н = 1 – U4-5’; U4-5’ = z5/z4 = 66/18 = 3,6;

U4-n = 1 – 3,6 = - 2,6; wн = wм = pnн/30 = 3,14 . 354,16/30 = 37,06 рад/с.

w4 = -2,6 . wн = - 2,6 . 37,06 = -96,3 рад/с.

В обращённом движении: w4’ = w4  - wн = - 96,3 – 37,06 = -133,36 рад/с.

8.4 Кинематическое исследование передачи графическим способом

8.4.1. Строим картину линейных скоростей в масштабе:

mL = 0,14 мс/мм;

Смотреть в методических указаниях часть III.

8.4.2. VА = w1 rw1 = 177,9 . 0,073 = 12,98 м/с.

Длина вектора Аа: (Аа) = VА/mV = 12,98/0,14 = 92,7 мм;

8.4.3. Скорость точки В касание начальных окружностей :

(Вв) = 31 мм; Vв = mv(Вв) = 0,14 . 27 = 3,78м/с; w3 = Vв/rw3 = 3,78/0,08 = 47,25 рад/с.

8.4.5. (О4h) = 9 мм ; Vн = mv(О4h) = 0,14 * 9 = 1,26 м/с; wн = Vн/r3 + r4 = 1,26/0,2275 = 5,54рад/с.

8.4.6. Строим картину угловых скоростей строим в масштабе:

mw = mv/mL * р = 0,25/0,0031 * 50 = 1,6 рад/с/мм.

w1 = mw(к1) = 1,6 . 110 = 177,9 рад/с.

w2 = mw(к2) = 1,6 . 47 = 75,6 рад/с.

w3 = w2 = 75,6.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6