Расчетно пояснительная записка(27.11.вся ) (3Б)

Государственное Образовательное Учреждение

Высшего Профессионального Образования

Московский Государственный Технический Университет им. Н.Э. Баумана

Калужский филиал

Факультет МТК

Кафедра М5-КФ

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту на тему:

Проектирование и исследование механизмов

поперечно-строгального станка

с качающейся кулисой

Вариант 3-б

Студент Арустамян В.А.

Группа ТМД-51

Руководитель проекта Галемин Е.К.

2007 г.

Оглавление

Краткое описание работы механизмов поперечно-строгального станка с качающейся кулисой ………………………………………………………..стр.4

1. Проектирование эвольвентной зубчатой передачи……………………....стр.7

1.1. Исходные данные………………………………………………………...стр.7

1.2. Геометрический расчет…………………………………………………. стр.7

1.3. Построение проектируемой зубчатой передачи………………………..стр.8

1.4. Построение профиля колеса, изготовляемого реечным инструментом (станочное зацепление)……………………………………………………….стр.8

1.5.Определение графически коэффициента перекрытия ……………….стр.9

1.6. Выводы……………………………………………………………………стр.9

2. Проектирование планетарного зубчатого механизма с

цилиндрическими колесами………………………………………………….стр.10

2.1. Исходные данные…………………………………..…………………….стр.10

2.2. Вычисление чисел зубьев колес редуктора…………………………….стр.10

2.3. Проверка условия сборки………………………………………………..стр.10

2.4. Проверка условия соседства…………………………………………….стр.10

2.5. Определим графически передаточное отношение……………………. стр.11

2.6. Выводы………………………………………………………………........стр.11

3. Динамическое исследование основного механизма поперечно-строгального станка с качающейся кулисой…………………………………………..…...стр.12

3.1.Исходные данные…………………………………………………..….…стр.12

3.2. Находим размеры механизма…..………………………………..….…..стр.13

3.3. Замена основного механизма динамической моделью………...……...стр.13

3.4. Определение передаточных функций…………………………..…...….стр.15

3.5. Построение графика работ……………………………………………...стр.16

3.6. Определение …………………………………………………………стр.16

3.7. Построение графика кинетической энергии 1 группы звеньев..……...стр.16

3.8. Расчет маховика………………………………………...………..………стр.17

3.9. Определение закона движения………………………………….………стр.18

3.10. Вывод………………………………………………….………………..стр.18

4. Проектирование кулачкового механизма поперечной подачи стола.…стр.19

4.1. Построение кинематических диаграмм методом графического интегрирования…………………………………………………………...…..стр.19

4.2. Определение основных размеров кулачкового механизма……………стр.20

4.3. Построение профиля кулачка……………………………………………стр.21

4.4. Кинематическая проверка аналогов скорости и ускорения…………...стр.21

4.5. Выводы…………………………………………………………………....стр.22

Список используемой литературы …………………………………………..стр.23

Краткое описание работы механизмов поперечно-строгального станка с качающейся кулисой

Поперчно-строгальный станок предназначен для строгания поверхностей. Станок имеет следущие основные узлы: станина 1, ползун 2 с резцовой головкой 3, стол 4 (рис. 3-1).

Привод состоит из зубчатой передачи z₄, z₅, планетарного редуктора 6 и электродвигателя 7 (рис. 3-2 а).

Рис. 3-1. Общий вид поперчно-строгального станка с качающейся кулисой

Рис. 3-2. а) Схема кривошипно-кулисного и кулачкового механизмов

б) Диаграмма сил сопротивления

Резание металла осуществляется резцом, закрепленным в резцовой головке, при его возвратно-поступательном движении в горизонтальном направлении.

Для движения ползуна с резцовой головкой используется шестизонный кривошипно-кулисный механизм с качающейся кулисой, состоящий из кривошипа 1, камня 2, кулисы 3, ползунов 4и5. Диаграмма сил сопротивлению движению ползуна 5 показана на рис. 3-2б.Ход ползуна H выбирается в зависимости от длины l_Д обрабатываемой поверхности с учетом перебегов l_П в начале и конце рабочего хода. Длина хода ползуна может изменяться при накладке станка для обработки конкретных деталей. Средняя скорость резания (скорость поступательного движения при рабочем ходе) выбирается в зависимости от условий обработки.

Во время перебегов в конце холостого и в начале рабоче­го ходов осуществляется перемещение стола на величину подачи с помощью ходового винта. Поворот винта произво­дится посредством храпового механизма, состоящего из ко­леса 10 рычага 11 с собачкой, тяги 9 и качающегося толка­теля 8 рис.. 3—2 а).

Рис.3-3. Законы изменения ускорений толкателя кулачкового механизма:

Поворот толкателя 8 осуществляется от дискового кулач­ка, который выполнен в виде паза в теле зубчатого колеса z_5. Регулирование подачи стола производится путем изменения длины рычага LN, что позволяет изменять количество зубьев захватываемых собачкой, и, следовательно, обеспечивает по­ворот ходового винта на требуемый угол. При проектирова­нии кулачкового механизма необходимо обеспечить задан­ный закон движения толкателя (рис. 3-3) и осуществить подачу резца во время заднего перебега (в конце холостого и в начале рабочего ходов) в соответствии с циклограммой, приведенной на рис. 3—4.

Рис.3-4. Циклограмма работы механизмов строгального станка.

1. Проектирование эвольвентной зубчатой передачи

Цель: спроектировать эвольвентное зубчатое зацепление, обеспечивающее передачу без подреза и заострения.

1.1. Исходные данные:

Число зубьев: Z1 =12, Z2=23;

Модуль: m=3.5,

Угол главного профиля: ˚.

Угол наклона зубьев: β=0º,

Коэффициент радиального зазора .

Коэффициент высоты зуба: .

1.2. Геометрический расчет.

Формулы пересчета: ; ; ; ;

Минимальное число зубьев: Z_min=2 h_a^*/Sin²α_t;

Инволюта угла зацепления: inv α_w=inv α_t+(2x_∑tg α_t/z_∑);

Коэффициент воспринимаемого смещения: y= z_∑/2((Cosα_t/Cos α_w)-1);

Радиусы делительных окружностей: r_1,2 =m_tz_1,2/2;

Радиусы основных окружностей: r_b1,2= (m_tz_1,2/2) Cosα_t;

Радиусы начальных окружностей: r_w1,2= m_tz_1,2 Cosα_t/2 Cos α_w;

Радиусы окружностей вершин: r_a1,2=

Коэффициент уравнительного смещения:

Радиусы окружностей впадин:

Высота зуба: h=

Межосевое расстояние:

Толщина зубьев по делительным окружностям:

Толщины зубьев по окружностям вершин:

Коэффициент перекрытия:

Геометрический расчет выполнен на ПЭВМ, результаты расчета

прилагаются.

Коэффициент смещения первого колеса выбирается, исходя из трех условий:

1) Отсутствие подреза:

2) Отсутствие заострения:

3) Обеспечение плавности:

Были построены графики зависимостей , и по ним выбран коэффициент смещения . Графики зависимостей прилагаются.

1.3. Построение проектируемой зубчатой передачи.

1. Выбираем масштаб построения:

2.Проводим начальную, делительную и основную окружности, окружности вершин и впадин.

3.Проверяем точность построения окружностей:

Проводим линию зацепления через полюс зацепления, она должна являться касательной к обеим основным окружностям (радиусы и соответственно).

4. На каждом колесе строим профили зубьев. Эвольвентные профили зубьев колеса строим как траекторию точки прямом при перекатывании ее по основной окружности колеса без скольжения. Т.к. < , то из начала эвольвенты проводим прямую, параллельную оси зуба и делаем сопряжение с окружностью впадин радиусом . От построенного профиля зуба откладываем толщину зуба по делительной окружности, по окружности вершин, и проводим аналогичный профиль другой стороны.

Аналогичные построения проводим для второго зубчатого колеса.

­1.4. Построение профиля колеса, изготовляемого реечным инструментом (станочное зацепление).

Проводим делительную и основную окружности, окружности вершин и впадин. Откладываем от делительной окружности выбранное смещение и проводим делительную прямую исходного производящего контура реечного инструмента. На расстоянии

h_a^*·m=1·3.5=3.5 вверх и вниз от делительной прямой проводим прямые граничных точек, а на расстоянии h_a^*·m + c* ·m=1·3.5 + 0.25·3.5=4.375 - прямые вершин и впадин. Станочно-начальную прямую проводим касательно к делительной окружности в точке Р_с (полюс станочного зацепления). Проводим линию станочного зацепления N­Р_с через полюс станочного зацепления Р_с касательно к основной окружности в точке N. Строим исходный производящий контур реечного инструмента. Для этого от точки пересечения вертикали с делительной прямой ­откладываем влево по горизонтали отрезок в ­ шага, равный 0.25·π·m=0.25·3.14·3.5=2.7475 и через конец его перпендикулярно линии зацепления ­ N­Р_с проводим наклонную прямую, которая образует угол с вертикалью. Эта прямая является прямолинейной частью профиля зуба исходного производящего контура инструмента. Закругленный участок профиля строим как сопряжение прямолинейной части контура с прямой вершин или с прямой впадин окружностью радиусом ρ=0.4·m=1.4. Расстояние между одноименными профилями зубьев исходного контура равно шагу P = π·m=3.14·3.5=10.99.

1.5. Определим графически коэффициент перекрытия :

ε=T_b /P_b =66/54=1.22, что согласуется с аналитическим расчетом.

1.6. Выводы: спроектировано и построено эвольвентное зубчатое зацепление. Выбранные коэффициенты смещения обеспечивают отсутствие подреза и заострения: > , > и плавность зацепления .

2. Проектирование планетарного зубчатого механизма с цилиндрическими колесами.

Цель: рассчитать планетарный редуктор обеспечивающий заданное передаточное отношение и имеющий наименьший размер.

2.1. Исходные данные:

Числом сателлитов в планетарном редукторе к=3.