2. Синтез кулачкового механизма

2.1 Построение кинематических диаграмм толкателя

Построение диаграмм толкателя ведем в масштабе по оси абсцисс.

Масштабный коэффициент

.

При максимальном удалении толкателя от оси кулачка ()его скорость и ускорение будут равны 0, поэтому диаграмма на соответствующих участках диаграмм обратится в горизонтальную линию, лежащую на оси абсцисс.

Принимаем .

Тогда .

Строим диаграмму ускорений, разделив ина 6 равных частей.

Рассчитаем полюсное расстояние:

.

Методом графического интегрирования строим диаграмму скоростей, которая представляет собой ломаную линию. Перед последующим интегрированием графика скоростей необходимо превратить его в плавную кривую.

Аналогичным методом строим график перемещений.

Масштабные коэффициенты по осям ординат диаграмм:

;

;

.

2.2 Определение минимального радиуса кулачковой шайбы

Задачей динамического синтеза в данном случае является определение такого минимального радиус-вектора профиля кулачка и такого рассточнияd между центрами вращения кулачка и толкателя, при наличии которых переменный угол передачи движенияни в одном положении кулачкового механизма не будет меньше.

Производим динамический синтез кулачковых механизмов типа II [1].

Все построения ведем в масштабе .

Минимальный радиус-вектор

.

Расстояние между центрами вращения толкателя и кулачка

.

2.3 Построение профиля кулачка

С учетом полученных ранее величин производим кинематический синтез кулачковых механизмов типа II [1], в результате чего получаем теоретический профиль кулачка.

Принимаем радиус ролика в масштабе

.

Для полученbя практического профиля кулачка строим огибающую дуг радиуса r ролика, имеющих центры на теоретическом профиле.

1. Энерго-кинематический расчет привода

1. Выбор электродвигателя.

Рассчитаем КПД привода:

 

1.2 Определение общего передаточного отношения привода.

Примем следующие значения передаточного отношения зубчатой и ременной передачи:

1.3 Определение требуемой мощности электродвигателя.

 

1.4 Определение требуемого числа оборотов электродвигателя.

Требуемая (расчетная) частота вращения вала электродвигателя, исходя из кинематической схемы привода:

1.5 Выбор марки электродвигателя.

Марка электродвигателя выбирается согласно существующему ряду электродвигателей.

Выбираем марку электродвигателя: 112М6 ТУ16-525.564-84;

Его параметры:

1.6 Уточнение передаточного отношения.

;

1.7 Определение частоты вращения и угловых скоростей валов.

1.8 Определение передаваемой мощности и крутящего момента на валах привода.

Сводная таблица крутящих моментов и частот вращения валов привода.

№ вала	1	2	3	4
n,об/мин	955	321	80	40
Т,Нм	18,03	56,6	234,4	501,2
Р,кВт	3	2,85	2,75	2,57
ω, рад/с	99,96	33,54	8,39	4,19

2. Расчет открытой передачи (клиноременной) .

Расчёт производят по следующим исходным данным: 1. Мощность на ведущем валу . 2. Частота вращения ведущего вала. 3. Частота вращения ведомого вала . 4. Передаточное число ремённой передачи. 5. Вращающий момент ведущего вала.

2.1 Диаметр меньшего шкива:

По номинальному моменту ведущего вала в таблице 2.1. выбирают сечение ремня с площадью поперечного сечения ремня F и диаметром ведущего шкива D_min . В табл. 2.1. указано минимальное значение D₁ .

Таблица 2.1.

Тип	Обозначение сечения	Размеры сечения, мм				F, мм2	L, м	D1, мм	T1, Нм
		b	be	h	y0
Нормаль-ного сечения	А	13	11	8	2.8	81	0.56-4.0	90	15-60

2.2 Диаметр ведомого шкива с учётом относительного скольжения 

Таблица 2.2

Относительное скольжение ремня.

Тип ремня	
Корд шнуровой	0.01

Рассчитанное значение D₂ округляем по стандартному ряду диаметров шкивов.

2.3 Уточняем передаточное число:

2.4 Пересчитываем:

2.5 Определяем скорость ремня:

2.6 Определяем межосевое расстояние a: его выбираем в интервале:

2.7 Расчётная длинна ремня определяется по формуле:

Выбираем ближайшую по стандартному ряду длину ремня

2.8 Вычисляем среднее значение диаметра шкива:

2.9 Определяем новое значение с учетом стандартной длиныпо формуле:

2.10 Угол обхвата меньшего шкива, в градусах:

2.11 Окружная скорость, м/с:

2.12 Допускаемое окружное усилие на один ремень.

методом интерполяции находим величину окружного усилия , передаваемого одним клиновым ремнем прии длине.

Коэффициент -учитывает влияние угла обхвата, определяется по формуле:

Коэффициент -учитывает влияние длины ремня, определяется по формуле:

Коэффициент режима работы C_P :

C_P =1;

2.13 Определяем окружное усилие, передаваемое ременной передачей:

2.14 Расчетное число ремней

2.15 Определяем усилия, действующие в ремённой передаче, приняв напряжение от предварительного натяжения

-Предварительное натяжение каждой ветви ремня, Н

- Рабочее натяжение ведущей ветви, в Н

-Натяжение ведомой ветви, в Н

- Усилие на валы в Н:

2.16 Шкивы клиноременных передач

Материал шкивов – чугун СЧ 15 – 32, сталь 25Л или алюминиевых сплавов.

Расчетные диметры шкивов назначают из стандартного ряда. Конфигурация обода шкива и размеры канавок даны в таблице 2.3

Шероховатость рабочих поверхностей R_z  2.5 мкм.

Стандартные диаметры шкивов, профили канавок для ремней нормального сечения и их размеры:

Промышленность выпускает клиновые ремни трёх видов: нормального сечения, предназначенные для общего применения; допускаемая скорость до 30 м/с; узкие – для скорости – до 40 м/с; широкие – для бесступенчатых передач (вариаторов). Стандартные длины L клиновых ремней, мм:

400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900; 1000; 1120; 1250; 1400; 1600; 1800; 2000; 2240; 2500; 2800; 3150; 4000; 4500; 5000; 5600; 6300; 7100; 8000; 9000; 10000; 11200; 12500; 14000; 16000; 18000.

Стандартные диаметры шкивов D, мм:

63; 71; 80; 90; 100; 125; 140; 160; 180; 200; 224; 250; 280; 315; 355; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900; 1000; 1120; 1400; 1600; 1800; 2000.

Шкивы выполняют дисковыми, если их расчётный диаметр не превышает следующих значений, мм:

для ремней А

до 200

Таблица 2.3