123330 (Механизм поперечно-строгального станка)

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: l_o1o2=460мм ; H=460мм ; n_кр=70 мин^-1 ; К=1,5;

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. 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 n_кр=70мин^-1

Планы скоростей строим в масштабе :

Скорость точки А’ находим графически , решая совместно систему :

На плане Р_vа’=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 Р_vс=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. Определение ускорений точек механизма.

Пересчетный коэффициент С :

Ускорение точки А конца кривошипа определяем по формуле:

Ускорение а_а направлено по кривошипу к центру вращения О₁.

Выбираем масштабный коэффициент ускорений:

На плане ускорений изображаем ускорение точки А отрезком Р_аа=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 х_t=180 мм

1. Определение угловых скоростей и ускорений

Угловые скорости и ускорения звеньев механизма определяются для первого положения

2. 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:

1. В проекциях на координатные оси:

1. Поделим второе уравнение на первое:

1. Передаточное отношение U₃₁:

1. Передаточная функция ускорений U’₃₁:

1. Угловая скорость кулисы:

1. Угловое ускорение кулисы:

1. Уравнение замкнутости верхнего контура в проекциях на оси:

(1)

1. Решая совместно два уравнения находим sinφ₄:

1. . Дифференцируем уравнения (1) по параметру φ₁:

(2)

где и - соответствующие передаточные отношения.

1. Передаточное отношение U₄₃ и угловая скорость ω₄:

1. Передаточное отношение U₅₃:

1. Дифференцируем уравнение по параметру φ₃:

(3)

где и

1. Из второго уравнения системы (3) определяем U’₄₃:

1. Из первого уравнения системы (3) находим U’₅₃:

1. Скорость и ускорение точки С выходного звена: