Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени государственный технический университет

имени Н.Э. Баумана

Факультет «Робототехники и комплексной автоматизации»

Кафедра «Теории механизмов и машин»

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту на тему:

«Проектирование и исследование механизмов строгального станка с вращающейся кулисой»

Задание 33 - вариант А

	Студент:
	Группа:
	Руководитель проекта: Черная Л.А.

Москва, 2016 г.

Оглавление

1. Техническое задание 4

1.1. Назначение, функциональная схема, принцип работы 4

1.2. Исходные данные. 6

2. Проектирование основного рычажного механизма и определение закона движения его начального звена. 7

2.1. Определение основных геометрических размеров механизма. 7

2.2. Выбор динамической модели. 8

2.3 Определение функций положения и передаточных функций 9

2.4. Приведение масс. 11

2.5. Анализ активных сил, действующих на звенья. 11

2.6. Приведение сил 12

2.7. Построение диаграммы угловой скорости и углового ускорения звена приведения 13

2.8. Расчет работ и кинетических энергий 13

2.9. Определение момента инерции маховика (Регулирование движения по методу Мерцалова) 14

2.10. Расчет массы и размера маховика 14

3.Кинетостатический силовой анализ механизма. 15

3.1 Исходные данные для силового расчёта механизма. 15

3.2 Определение реакций в кинематических парах. 16

4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ЭВОЛЬВЕНТНОЙ 20

ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ И ПЛАНЕТАРНОГО РЕДУКТОРА 20

4.1 Расчет зубчатой передачи 20

4.1.1. Исходные данные для проектирования 20

4.1.2. Изготовление шестерни стартерной передачи 20

4.1.3. Построение схемы станочного зацепления 21

4.1.4. Определение коэффициента смещения шестерни 21

4.1.5. Геометрический расчет передачи 21

4.1.6. Построение схемы зацепления колес эвольвентной зубчатой передачи 22

4.2 Планетарный редуктор 23

4.2.1 Проектирование планетарного редуктора 23

4.2.2. Графическое определение передаточного отношения 24

5. Проектирование кулачкового механизма 25

5.1. Построение кинематических диаграмм движения толкателя 25

5.2. Определение основных размеров кулачкового механизма 26

5.3. Построение профиля кулачка 27

5.4. Построение графика изменения углов давления 28

6. Заключение 29

Список литературы 30

1. Техническое задание

1.1. Назначение, функциональная схема, принцип работы

Строгальный станок предназначен для строгания плоских по­верхностей. Привод станка состоит из электродвигателя планетарного редуктора и зубчатой передачи (Z₅, Z₆) (рис. 1 – 1). Резание материала производится резцом, закрепленным в резцовой головке, совершающей возвратно-поступательное движение. Для дви­жения резца, укрепленного в суппорте ползуна 5, используется шестизвенный кривошипно-кулисный механизм, состоящий из кривошипа 1, кулисного ползуна 2, вращающейся кулисы 3, шатуна 4, ползуна 5. Силы сопротивления, приложенные к звену 5, показаны в виде диаграммы (P_C5 , S_D ) на рис. 1 – 2. Ход Н ползуна 5 выбирается л зависимости от длины обрабатываемой детали l_Д с учетом длины перебегов резца l_П в начале и в конце рабочего хода. Средняя скорость резания V_РЕЗ выбирается в зависимости от условий об­работки. Во время перебегов в конце холостого и в начале рабо­чего ходов осуществляется перемещение стола (на котором закреп­ляется обрабатываемая деталь) с помощью ходового винта на вели­чину поперечной подачи (на рис. 1 – 1 не показано).Поворот этого винта производится посредством кулачкового механизма, состоящего из кулачка 6 и коромыслового толкателя 7, а также храпового механизма, состоящего из звеньев 8 и 9, храпового колоса 10 и собачки 11. Кулачок 6 закреплен на одном валу с кривошипом 1. Регулирование подачи стола производится изменением количества зубьев, захватываемых собачкой 11.

При проектировании кулачкового механизма необходимо обеспечить заданный закон изменения ускорений точки В толкателя (рис. 1 – 3,4) и осуществить подачу резца за время его перебегов в соот­ветствии с циклограммой работы механизмов (рис. 1 – 5) строгаль­ного станка.

 

Рис. 1 – 1 . Закон изменения силы сопротивления от перемещения ползуна 5

Рис. 1 – 2. Закон изменения силы резания от перемещения ползуна 5

Рис. 1 – 3 Закон изменения ускорения толкателя кулачкового механизма на фазе удаления

Рис. 1 – 4 Закон изменения ускорения толкателя кулачкового механизма на фазе сближения

Рис. 1 – 5. Циклограмма работы механизма строгального станка φ_под = φ_сп

1.2. Исходные данные.

№	Наименование параметра	Обозначение	Размерность
1	Максимальная длина хода ползуна	H	м	0,28
2	Длина перебега резца	lп	м	0,015
3	Межосевое расстояние между опорами кривошипа и кулисы	lOЕ	м	0,04
4	Соотношение между размерами веньев ЕС и СD		-	1/3
5	Коэффициент изменения скорости ползуна	Kv	-	1,3
6	Число оборотов кривошипа	n1	об/мин	90
7	Число оборотов электродвигателя	n2	об/мин	1440
8	Вылет резца	lp	м	0,08
9	Сила резания	Pрез	Н	-
10	Сила трения между ползуном и направляющими	F	Н	20
11	Вес ползуна	G5	Н	40
12	Вес шатуна	G4	Н	10
13	Вес кулисы	G3	Н	15
14	Вес кулисного ползуна	G2	Н	0,5
15	Момент инерции шатуна относительно оси, проходящей через её центр тяжести	I4S	кг·м2	0,294
16	Момент инерции кулисы относительно оси, проходящей через её центр тяжести	I3S	кг·м2	0,049
17	Координата центра тяжести ползуна 5	lS5	м	0,15
18	Отношение определяющее положение центра тяжести шатуна	lСS4 / lСD	-	0,3
19	Положение центра тяжести кулисы 3	lES3 / lСE	-	2/3
20	Коэффициент неравномерности вращения	d	-	0,075
21	Момент инерции вращающихся деталей (зубчатых колес, шкивов и др.), Приведенных к валу кривошипа		кг·м2	49
22	Угловая координата для силового расчета	φ1	град	330°
23	Число зубьев колеса 5	z5	-	12
24	Число зубьев колеса 6	z6	-	24
25	Модуль зубчатых колес Z5, Z6	m	мм	5
26	Соотношения между величинами ускорений толкателя	n=a1/a2	-	1
27	Длина рычага толкателя	lBM	м	0,2
28	Дуговой ход толкателя точки В	h	м	0,05
29	Число сателлитов в планетарном редукторе	К	-	3
30	Максимально допустимый угол давления толкателя	αдоп	град	40°
31	Параметры исходного контура реечного инструмента	α0 c*	град - -	20 1 0,25

 

2. Проектирование основного рычажного механизма и определение закона движения его начального звена.

Допущение 1: независимо от особенностей конструктивного выполнения, все шарнирные соединения считаем вращательными кинематическими парами, а все соединения, допускающие прямолинейное относительное движение звеньев – поступательными парами, поэтому все пары рычажного механизма являются одноподвижными и относятся к пятому классу