33



Московский Государственный Технический Университет им. Н.Э. Баумана

Кафедра РК-2









РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА


к курсовому проекту на тему:


Проектирование и исследование механизмов рулевой машины


Задание №75 А.





Студент: Группа М1-52

Афанасьев К.Е.


Руководитель проекта: Чернышева И.Н.

















Москва, 2002

С О Д Е Р Ж А Н И Е

Реферат …………………………………. ……………………………….……..…3

Краткое описание механизмов рулевой машины…..………………….……. ....4

Исходные данные……………………………………………………….……..…..6

1. Проектирование основного механизма рулевой машины и определение

закона движения его начального звена………………………………….. ……….....7

1.1 Проектирование кинематической схемы и определение длин звеньев

механизма……………………………………………………………………………7

1.2 Расчет кинематических передаточных функций скоростей……..……………..8

1.3 Построение графика суммарного приведенного момента………. ……………..9

1.4 Построение графика суммарной работы…………………….………………….11

1.5 Аналитический расчет суммарной работы………………... .…………………..11

1.6 Определение приведенного момента инерции звеньев………………………..12

1.7. Построение графика угловой скорости звена приведения в функции

обобщенной координаты…………………………………………………………….14

1.8 Построение графика времени в функции обобщенной координаты………….14

1.9 Построение графика углового ускорения звена приведения в функции

обобщенной координаты…………………………………...………………………..15

1.10 Построение индикаторной диаграммы……………..………………………...16

2. Силовой расчет механизма рулевой машины……..……………………………18

2.1 Исходные данные для силового расчета……………………..…………………18

2.2 Построение плана скоростей механизма ..……………………………………..18

2.3 Построение плана ускорений механизма……………………………………….19

2.4 Определение сил инерции…………………………………………..…..……….19

2.5 Определение главных моментов сил инерции…………………….………..….19

2.6 Определение реакций в кинематических парах………………….…….…..…..20

2.6.1 Группы звеньев 1 и 2………………………………………….………….…… 20

2.6.2 Звено 1………………………………………………………….………………..20

2.6.3 Звено 2………………………………………………………….…….….………21

2.6.4 Звено 3………………………………………………………….…….….………21

2.7 Определение неизвестной внешней силы…………………….…..…….……….22

2.8 Расчет погрешности в определении движущей силы …….………….………...22

3. Проектирование зубчатых механизмов..…………………………………………23

3.1 Исходные данные для проектировани…………………………………………..23

3.2 Геометрический расчет эвольвентной зубчатой передачи…..………….….…23

3.3 Выбор коэффициента смещения по качественным показателям………..……24

3.4 Результаты расчета зубчатой передачи…………………………………………26

3.5 Построение станочного и зубчатого зацеплений ……………………………...27

3.6 Проектирование планетарного редуктора……………..………………….……27

3.6.1 Исходные данные………………………………………………………………27

3.6.2 Расчет числа зубьев колес…………………………………………………..…27

4. Проектирование кулачкового механизма…………….…………………………..29

4.1 Построение кинематических диаграмм движения кулачка и расчет масштабов построения…………………………………………………..………………………..29

4.2 Определение основных размеров механизма…………..……………………....30

4.3 Построение центрового и конструктивного профилей кулачка…………..…..30

4.4 Построение графика угла давления ……………………………..…………..….31

Заключение……………………………………………………………..…………….32

Список используемой литературы……………………………………..…………...33


РЕФЕРАТ

Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту “Проектирование и исследование механизмов рулевой машины” содержит 28 листов машинописного текста, рисунков, таблиц. В состав курсового проекта входят: данная расчетно-пояснительная записка и 4 листа формата А1 с необходимыми графическими расчетами и зависимостями.

В расчетно-пояснительной записке проведено проектирование механизма рулевой машины, исследовано его движение и определены управляющие силовые воздействия, проведено проектирование эвольвентной цилиндрической зубчатой передачи, проектирование однорядного планетарного редуктора и проектирование кулачкового механизма.



































Краткое описание механизмов рулевой машины.

Рулевая машина (рис.1a) предназначена для поворота руля летательного аппарата с целью изменения траектории его полета. Основным механизмом является коромыслово-ползунный механизм ОАВ, на валу О которого закреплен руль летательного аппарата. Поворот руля (вместе со звеном 1) осуществляется с помощью шатуна 2 ведущим звеном 3, с которым жестко связан поршень, перемещающийся в цилиндре 4.

Подача масла в левую и правую полости цилиндра 4 производится шестереноч-

ным насосом 5.

Вращение шестерни насоса передается от электродвигателя 9 через планетарный редуктор 8(схема редуктора на рис.1г) и пару зубчатых колес 7 и 6. Вал электро-

двигателя 9 приводится во вращение от специального источника питания 10.

Регулирование подачи масла в каждую из рабочих полостей цилиндра производится с помощью автомата управления 11, воздействующего на клапаны 12 и 13: при необходимости изменения траектории полета аппарата автомат управления 11 подает сигнал, и соответствующий клапан(12 или 13) открывается, давая возможность части масла поступать обратно в насос; при этом давление масла в соответствующей полости цилиндра уменьшается.

Предохранительные клапаны14 служат для сброса избыточного количества масла обратно в насос в случае, если давление в цилиндре 4 превысит расчетное. При повороте руля летательного аппарата (звено 1) на угол из одного крайнего положения (I) в другое (III) (рис.1а) на звено 1 действует момент сопротивления , зависимость которого от угла представлена графиком (,) (рис.1б).

В механизмах управления рулевой машины отсутствует кулачковый механизм, проектирование которого провести по дополнительному заданию (рис.1д). На (рис.1д) приведен график изменения ускорения толкателя от угла поворота кулачка.





















Исходные данные.

Таблица 1

Наименование параметра

Обозна-

чение

Размер-

ность

Число-вые

знатче-ния

Размер-ность СИ

Число-вые значе-

ния СИ

Линейные координаты точки В ползуна 3

SB I

SB II

SB III

м

м

м

0,344

0,224

0,134

м

м

м

0,344

0,224

0,1341

Углы поворота ведомого коромысла 1 по отношению к его начальному (I) положению

II -  I

III -  II

град

град

30

60

рад

рад

0,5236

1,0472

Эксцентриситет


м

0,08

м

0,08

Отношение расстояния от точки А до центра масс S2 шатуна к длине шатуна


-


0,33


-


0,33

Веса звеньев: коромысла 1

шатуна 2

ползуна 3

G1

G2

G3

кгс

кгс

кгс

12

2,7

3,6

Н

Н

Н

120

27

36

Моменты инерции звеньев относительно осей, проходящих через их центры масс: звена 1

звена 2



J1S

J2S



кгмс2

кгмс2



0,058

0,0052



кгм2

кгм2



0,58

0,052

Диаметр цилиндра

d

м

0,036

м

0,036

Максимальная величина момента сопротивления, приложенного к звену 1


Мс1 max


кгcм



180


Нм


1800

Угловая координата звена 1 для силового расчета (рис.75д)



град



рад

Числа зубьев колес 6 и 7

z6

z7

-

-

20

14



Модуль зубчатых колес 6 и 7

m

мм

2,5

-

-

Передаточное отношение планетарного редуктора

-

4

-

4

Число сателлитов в планетарном редукторе

K

-

3

-

3

Параметры исходного производящего контура

град

-

-

20

1

0,25



Число оборотов кулачка

n

об/мин

600

об/с

10

Угол рабочего профиля кулачка

град

170

рад

2,9671

Перемещение толкателя (перемещение точки В).

h

м

0,024

м

0,024

Длина рычага толкателя

м

0,075

м

0,075

Максимально допустимый угол давления в кулачковом механизме

град

32

рад

0,5585

1. Проектирование основного механизма рулевой машины и определение закона движения его начального звена

Расчет производится с целью определить основные размеры коромыслово-ползунного механизма. Используется метод моделирования системы одномассовой моделью. В качестве звена приведения принимается коромысло 1.


1.1 Проектирование кинематической схемы и определение длин звеньев

механизма

Исходные данные:

Таблица 1.1

Наименование параметра

Обозначе-

ние

Значение

Размерность

Линейные координаты точки В ползуна 3

SB I

SB II

SB III

0,344

0,224

0,134

м

м

м

Углы поворота ведомого коромысла 1 по отношению к его начальному (I) положению

II -  I

III -  II

30

60

град

град

Эксцентриситет

е

0,08

м


Схема для определения размеров механизма приведена на рис 2.

Выберем векторы .

Для выбранных векторов получаем: = l1; = l2; = е.

Для замкнутого контура запишем векторное уравнение

+ + =.

Проецируя на координатные оси векторное уравнение для каждого из положений, получаем систему уравнений:

Решая эти уравнения при помощи ЭВМ и исключая неподходящие решения, находим: ; ; (м);

; ; (м).






рис.2а

рис.2б





1.2 Расчет кинематических передаточных функций скоростей

Кинематические передаточные функции (аналоги скоростей) высчитываются по формулам

; ;

Для расчета передаточных функций используем программу Diada. Результаты приведены в таблице 1.2



Таблица 1.2

N пол

0

1

2

3

4

5

6