Механизм поперечно-строгального станка
Механизм поперечно-строгального станка
Изм
Лист
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
0601С.23.02.000 РР
Кафедра «Основы проектирования машин»
Тема
Механизм поперечно-строгального станка
Содержание
1 СИНТЕЗ РЫЧАЖНОГО МЕХАНИЗМА
1.1 Структурный анализ механизма
1.2 Определение недостающих размеров
1.3 Определение скоростей точек механизма
1.4Определение ускорений точек механизма
1.5 Диаграмма движения выходного звена
1.6 Определение угловых скоростей и ускорений
1.7 Определение ускорений центров масс звеньев механизма
1.8 Аналитический метод расчёта
2 СИЛОВОЙ АНАЛИЗ РЫЧАЖНОГО МЕХАНИЗМА
2.1 Определение сил инерции
2.2 Расчёт диады 4-5
2.3 Расчёт диады 2-3
2.4 Расчет кривошипа
2.5 Определение уравновешенной силы методом Жуковского
2.6 Определение мощностей
2.7 Определение кинетической энергии и приведённого момента инерции механизма
3 ГЕОМЕТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ, ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЛАНЕТАРНОГО МЕХАНИЗМА
3.1 Геометрический расчёт зубчатой передачи
3.2 Определение передаточного отношения планетарной ступени и подбор чисел зубьев колёс
3.3 Определение частот вращения зубчатых колёс аналитическим методом
4 СИНТЕЗ И АНАЛИЗ КУЛАЧКОВОГО МЕХАНИЗМА
4.1 Построение кинематических диаграмм и определение масштабных коэффициентов
4.2 Построение профиля кулачка
4.3 Определение максимальной линейной скорости и ускорения толкателя
5 СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
Введение
Поперечно-строгальный станок предназначен для строгания плоских поверхностей.
Привод станка состоит из простой зубчатой передачи и планетарной передачи, который соединен с электромотором.
Резание металла осуществляется резцом, установленным в резцовой головке, закреплённой на ползунке, при рабочем ходе ползунка.
Кривошип жёстко соединен с зубчатым колесом. Во время перебега в конце холостого хода осуществляется перемещение стола с заготовкой на величину подачи с помощью храпового механизма и кулачкового механизма, кулачёк которого жестко соединен с зубчатым колесом.
При проектировании профиля кулачка необходимо обеспечить заданный закон движения толкателя.
1 Синтез и анализ рычажного механизма
Исходные данные: lo1o2=460мм ; H=460мм ; nкр=70 мин-1 ; К=1,5;
1.1. Структурный анализ механизма :
Степень подвижности механизма:
;
где к=5 - число подвижных звеньев,
p1=7 - число одноподвижных кинематических пар,
p2=0 - число двухподвижных кинематических пар.
Разложение механизма на структурные группы Асура
Формула строения механизма:
I(0;1)> II2(2;3)>II2(4;5)
Механизм II класса , второго порядка.
1.2. Определение недостающих размеров:
Угол размаха кулисы:
Длина кривошипа:
Длина кулисы:
Масштабный коэффициент построения схемы :
Строим 12 планов механизма , приняв за начало отсчета крайнее положение, соответствующее началу рабочего хода механизма.
1.3 Определение скоростей точек механизма.
Скорость точки А кривошипа определяем по формуле :
,
где , где nкр=70мин-1
Планы скоростей строим в масштабе :
Скорость точки А' находим графически , решая совместно систему :
На плане Рvа'=30мм . Абсолютная величина скорости точки А' :
Скорость точки В находим из соотношения :
, откуда
Абсолютная величина скорости точки В :
Скорость точки С определим, решая совместно систему :
На плане Рvс=34мм. Абсолютная величина скорости точки С :
, на плане =14мм
Для всех остальных положений скорости определяем аналогично.
Полученные результаты сводим в таблицу 1.1
Таблица 1.1.- Значения скоростей
Скоростим/с
|
Положения механизма
|
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
|
va
|
1.03
|
1,03
|
1,03
|
1,03
|
1,03
|
1,03
|
1,03
|
1,03
|
1,03
|
1,03
|
1,03
|
1,03
|
|
va'
|
0,6
|
1,02
|
1,2
|
1,26
|
1,1
|
0,7
|
0.16
|
0,56
|
1.1
|
1,24
|
0,64
|
1,32
|
|
vb
|
0,88
|
1,32
|
1,5
|
1,6
|
1,43
|
0,92
|
0,26
|
1,18
|
2,5
|
2,8
|
1,3
|
0
|
|
vc
|
0,68
|
1,24
|
1,5
|
1,6
|
1,48
|
0,92
|
0,32
|
1,4
|
2,54
|
2,8
|
1
|
0
|
|
|
1.4 Определение ускорений точек механизма.
Пересчетный коэффициент С :
Ускорение точки А конца кривошипа определяем по формуле:
Ускорение аа направлено по кривошипу к центру вращения О1.
Выбираем масштабный коэффициент ускорений:
На плане ускорений изображаем ускорение точки А отрезком Раа=55мм
Ускорение точки А' определяем, решая совместно систему:
Кориолисово ускорение:
;
По свойству подобия определяем ускорение точки В :
;
Система уравнений для определения ускорений точки С:
, откуда
Ускорения всех точек найдены. Ускорения для остальных положений механизма находим аналогично . Значения ускорений сводим в таблицу
Таблица 1.2. - Значения ускорений
Ускорения м/с2
|
Положения механизма
|
|
|
1
|
3
|
5
|
7
|
9
|
11
|
12
|
|
аа
|
7,5
|
7,5
|
7,5
|
7,5
|
7,5
|
7,5
|
7,5
|
|
аА'
|
3,8
|
2,5
|
2,6
|
6,4
|
8,5
|
10,3
|
7,5
|
|
ab
|
5,7
|
3,4
|
3,8
|
10,5
|
19,3
|
21,4
|
11
|
|
ac
|
5,8
|
2,1
|
1,7
|
10,5
|
16,1
|
20,8
|
11,7
|
|
|
1.5 Диаграммы движения выходного звена.
Диаграмму перемещения строим , используя полученную из S-t плана механизма траекторию движения точки С.
Диаграммы скорости V-t и ускорений A-t строим из полученных 12 планов скоростей и 7 планов ускорений.
Масштабные коэффициенты диаграмм:
,
где хt=180 мм
1.6 Определение угловых скоростей и ускорений
Угловые скорости и ускорения звеньев механизма определяются для первого положения
1.7. Определение ускорений центров масс звеньев механизма
Ускорение центров масс звеньев определяем из планов ускорений:
1.8 Аналитический метод расчета
1. Расчет ведется для первого положения кулисы:
2. В проекциях на координатные оси:
3. Поделим второе уравнение на первое:
4. Передаточное отношение U31:
5. Передаточная функция ускорений U'31:
6. Угловая скорость кулисы:
7. Угловое ускорение кулисы:
8. Уравнение замкнутости верхнего контура в проекциях на оси:
(1)
9. Решая совместно два уравнения находим sin?4:
10 . Дифференцируем уравнения (1) по параметру ?1:
(2)
где и - соответствующие передаточные отношения.
11. Передаточное отношение U43 и угловая скорость ?4:
12. Передаточное отношение U53:
13. Дифференцируем уравнение по параметру ?3:
(3)
где и
14. Из второго уравнения системы (3) определяем U'43:
15. Из первого уравнения системы (3) находим U'53:
16. Скорость и ускорение точки С выходного звена:
1.9 Расчет на ЭВМ
Program kulise1;
User crt;
Const
h=0.;
l0=0.456;
l1=0.143;
shag=30;
w1=7.33;
a=0.270;
var
f1, w3, e3, vb, ab, u53, u53_, u31_:real;
cosf3, tgf3, sinf3: real;
begin
write (`,Введите угол в градусах`);
read(f1);
repeat
w3:=w1*((sqr(l1)+l0*l1*sin(f1))/(sqr(l1)+sqr(l0)+2*l0*l1-*sin(f1)));
u31_;=l0*l1*cos(n)*(sqr(l0)-sqr(l1))/(sqr(sqr(l1)+sqr(l0)+2*l0*l1*sin(f1)));
E3:=sqr(w1)*u31_;
cosf3:=sqrt((sqr(l1)*sqr(cos(f1)))/(sqr(l1)+sqr(l0)+2*l0*l1*sin(f1)));
tgf3:=(l0+l1*sin(f1))/(l1*cos(f1));
sinf3:=tgf3/sqrt(1+sqr(tgf3));
u53:=-(a/(sqr(sinf3)));
u53_:=(2*a*cosf3)/(sqr(sinf3)*sinf3);
Ab:=sqr(w3)*u53_+E3*u53;
Writeln(`'Скорость Vb=`, Vb=`,Vb:3:4);
Writeln(`'Ускорение Ab=`, Ab=`,Vb:3:4);
Decay(10000)
Writein;
F1:=F1+Shag;
Until F1>=
End.
Положения
|
Скорости
|
Ускорения
|
|
0
|
0
|
76,6
|
|
1
|
35,963
|
49,8936
|
|
2
|
63,5161
|
30,9
|
|
3
|
80,1509
|
18,5649
|
|
4
|
86,5
|
0
|
|
5
|
85,3494
|
-7,3299
|
|
6
|
77,2378
|
-14,32
|
|
7
|
56,7787
|
-63,818
|
|
8
|
0
|
200,7
|
|
9
|
-132,198
|
-273,396
|
|
10
|
-260
|
0
|
|
11
|
-94,5398
|
272,2544
|
|
|
|
|
|
|
Планы скоростей и ускорений:
Рис. 3 - Диаграмма скоростей
Рис. 4 - Диаграмма ускорений
2 Силовой анализ механизма
Исходные данные:
вес кулисы кг;
вес шатуна кг;
вес ползуна кг.
2.1 Силы тяжести и силы инерции
Силы тяжести:
Н
Н
Н
Силы инерции:
Н
Н
Н
Н м
мм
2.2 Расчет диады 4-5
Для расчета этой диады изобразим ее со всеми приложенными к ней силами: силами тяжести, полезного сопротивления и реакциями.
Эти реакции в поступательных парах известны по направлению, но неизвестны по модулю. Определяем с помощью плана сил. Составим уравнение равновесия диады 4-5.
Строим план сил диады в масштабе сил
Уравнение содержит три неизвестных, поэтому составляем дополнительное уравнение равновесия в форме моментов сил относительно точки С.
Рассчитаем вектора сил
Строим план сил по уравнению сил, в том порядке как силы стояли в уравнении.
Значения сил из плана сил
Для рассмотрения внутренних реакций в диаде 4-5 необходимо рассмотреть равновесие одного звена, звена 4.
2.3 Расчет диады 2-3
Изобразим диаду со всеми приложенными к ней силами. В точках А и О2 взамен отброшенных связей прикладываем реакции и . В точке В прикладываем ранее найденную реакцию. Составляем уравнение равновесия диады 2-3.
Страницы: 1, 2
|