kursovoe_proektirovanie (514469), страница 10
Текст из файла (страница 10)
К. В. Фролова — Ме Ммоддоотроеоде, 1988. 41 Обязательные и желательные условия синтеза формулируются часто в форме неравенств, например угол давления не должен превьппать допустимого значения. Многие параметры схемы назначают из конструктввных соображений.
Они не формулируются в виде уравнении влн неравенств, а назначаются конструктором с учетом его опыта, навыков и условий работы механизма в конкретной внешней среде. В рычажных механизмах отдельные звенья имазот определенные термины. Крнееюниом называют звено, которое может совершать полный оборот вокруг неподвижной осв. Короммгло— звено, которое может совершать только неполный оборот вокруг неподвижной оси. Шатун — звено, образующее пары только с подвижными звеньями. Ползун — звено, образующее поступателыгузо пару со стойкой. Кулисе — звено, вращающееся вокруг неподвюквой осн и образующее с другим подвижным звеном Рак Кз поступательную пару. Налрааяяиящая звено, имеющее большую протюкеыиость элемента поступательной пары.
В зависимости от состава звеньев, образующих мехаынзм, различают (рыс. 2З): крввошвлно-ползунаый (д), кравошипыокоромысловый (г), дзухкрпзошипвый (а), дзухкоромыслозыв (д), коромыслово-ползуыыый (а), кулислый (е)„коромыслово-кулнспый (э), крнвошипио-кулиспый (е, яг). Наиболее часто встречаются задачи сввтеза кризошиппых механизмов, з которыл входное звено связано зрзщательыой паров со стойкой, а выходное звено либо вращается вокруг ыеподвижной оси в пределах углового хода (пли размаха) Р» (рпс. 2З, г, е) или совершает поступательное прямолинейное дзыыенне в пределах хода Н, (рис. 2.3, 6). Движение выходного звена з одну сторону совершаегся за ь»енылий угол поворота крнзоппша, чем движение з другую сторону, например прн рабочем и вспомогательаом ладах (на рве.
2.3, б, г, г, яс рабочему ходу соответствует угол поворота Р„). В таких случаях условие синтеза задается коэффициентом измевениа средней скорости выло~шаго звена К„(илы К ). В некршюшиппых мехаиязмах угол поворота входного звена П, изменяется только з преьелзл задзавого угла размала входыого звена (11 нз рас. 2.3, а, д, э).
Иногда задаваемые условия свнтеза мехавизма представлены утлозымн юш лавеввыма коордвнатзмв, соответственно определяиицпмв положенна входного н выходного звеньев (по двум вли по трем положениам, задаавым таблвпей коордаваг). Прн проектировании некоторых мехаввзмоз возникает требование постоянства передаточного отношения или необходимо воспровзвеста лвнейную заввсвмость функции полоыынвл выходного »зева пры дзвжевив входного звена в определенном двапззоне перемелзеввя.
Ниже рассмотрены ыекоторые примеры, характерные для зданий ва курсовой проект. К(вшипшиыа-волзуапый мехзвази. Кривошипво-ползунвып меланизм (рнс. 2.4) првменяется дла преобразоваввл вращательного дзыыешш кризошвпа 1 з возвратно-поступательное движение ползуыа 3 илы, ызоборот, зспвратпо-поступательного движения ползува зо вращательное дввженве кривошвпа. Ползун и кривошип шарнирно соеднияются с шатуном 2 соответственно з кныемлтвческих парах В н С. Двипивпе звена 1 н звена 3 рассматрввают огносптельыо стойка 4, с которой связывают неподзиапую спстему координат хАу. Напрааляющая ползуиа может сокзадать с осью Ах (рнс.
2.4, д) ыли вмеп смещевае е= Ц» (рис. 2.4, а). Козффицыент '„определяет относительное смещеыпе з долах от лливы 1, крввошвпа. Длину 1» шатуна при проектироваивв назначают обычно с учетом условия передачи сил, которые оценивают по углу давленая (У . Углом давления »Г называют угол между направлением силы, приложенной к дан- 49 ному звеиу со стороны другого звена, и скоростью точки приложевия этой силы. Ъ'гол давления 'гг в лровзвольном положении мехавизма опРеДелают по соотиошашю 4Г =Я-44м гДе ~Рз — Угол межДУ полоиительвым иаправлеиием оси Ах и продольной осью шатуна СВ: 33йв,-4у ив грз=-' 1~ /аае1-4~ 2л — агсап ~ ), если ипрг — 2,)0; /ю3 ф, — М,:~ -аггвш ~ ), если зши,-2,<0.
, ) В случае механизма с с=0 за максимальное зиачевие принимают углы давлевия при положевиях мехаввзма, определяемых углами поворота кривопшпа гр, =90 и 270' (рис. 2.4, б): ип "ьг =ц!з=1я, где Аз =1ф, — отиосительиая длила шатуна, 4 и~ зо гас. 2л Для повьппения коэффициента полезного действия механиз- ма, уменьшения нагрузок на направляющие ползуна н их износа угол (Р принимают в пределах 1Р...ЗО', т. е.
назначают коэф- фициент йг=!г11г=б...2. При 1У =10' 2,=5,7б, а при 2г =ЗО' 2г= 2,0. При смещенной направляющей углы !г! и грь поворота кри- вошипа и максимальные углы давления будут разными прн рабочем (прямом) и вспомогательном (обратном) ходах ползуна. Предельные положения механизма (на рис. 2.4„а показаны пунк- тирвымн линиями) соответствуют положениям АВ' н АВ" криво- шипа 1, положениям ЮС' и В"С" шатуна 2, положениям С' и С" ползуна 3.
При значениях угла поворота крнвошнла ф, = 90 н 270' максимальные углы давления определяются соотношениями 1,(!-г) 1-з, 1- них 1,1, где 2, имеет знак «+» при с< — » (на рис. 2.4, а 2,~ 0); них ОМВ Лг В начале н конце прямого хода углы давления соответственно обозначены Ф' и У". Они определяются соотношениями г ЫпФ'= — '=- й-й г,-!' нпФ"= 1,+1, 1,<-! Часто основным заданным параметром иалжтся ход Нс ползуиа 3, определяемый разностью координат х; и хс, соответствующих крайним положеввям ползуна.
При графическвх построениях положения точек С и С' на направляющей определяют, путем засечек для этого проводят нз центра А дуги ралиусами АС' = 1г - 1! = 1! (Л ! — 1) и АС" = 1г+ 1! = 1г (2г+ 1). Координату хс ползуна 3 в произвольном положенвн определяют по соотношению хе=1 (сезар~+ Яг-(а1п~р -Л,)г. (2.11) Ход Нс ползуна 3 определяют по соотношению х;*..-*.=,!гс~ -"- ЙсР:.'. Н,=Е,( /(2,+1)з г Е(г, 1)з+;з) (2.12) И,=агсз(п Средние скорости е„в ы е,„т ползуна эа период рабочего н вспомогательного ходов отличаются друг от друга, еслы смещение е направляющей ползуна не равно нулю: ЕГс Его Фв)в~ еь(ыь Углы гры ы грв поворота кривошвпа различны и зависят от угла перекрйтвя В; гры —— 1В0'+В; срь=1(50'-В.
Отношение средних скоростей рабочего ы вспомогательного ходов называют коэффициентом изменения средней скорости выходного звена: 160'+а К.= — = — =— р„ыо'-е' Если коэффициент К. является задавнов величвнов, то прн синтезе определяют угол перекрытия К,— 1 В= 1З0' (2.17) К„+5 (2.16) 52 Раскладывая радикалы в ряд по формуле бинома Ньютона и ограничиваясь вторым членом ряда, получают орвближевное решение, удобное для практических расчетны Д 1 н,=е, (г- (2.1 3) 2(2' — 5>,Е' Естественно, что при 2,=0 ход ползуыа Нс— - 21,.
При работе некоторых'механизмов технологических машин рабочий процесс совершается только на часты рабочего хода исполнительного звена. Например, в прессах, коночных машинах деформацию металла заготовки осуществляют только на части Нс, полного хода Нс ползуна 3 (рис. 2.4, В), при этом крнвоппш 1 поворачивается на угол ыь. Уравнение связы между параметрамв следующее: Нс =АС -АС (Е 5+15)-(1~созгд, +Езсоз,), нлн Нег=15 1(1 созыв)+ха(1 соз т)1 (2.14) Применение этих соотношений полезно показать на ряде конкретных примеров. Првмер 2.1.
В кривошипно-ползунном механизме пресса средняя скорость перемещения ползуна о„, = 1,25 м/с, частота вращения кривошипа лв =130 об(мин. Требуется определить размеры звеньев. Исходных данных недостаточно для однозначного определения размеров звеньев. Поэтому принимают дополнвтельные условия: Х,=О (нет смещения направляющей ползуна); Хв = 4 (максимальный угол давления 14'30').
Период одного оборсгга: Т=1/ив =60/130=0,461 с. Средняя скорость о, и перемещение Нов - 21, ползуна связаны соотношением 2нс в о Т Т Следовательно, искомые размеры звеньев: ~ч 1Д5 — — — — =0,144 м; 4в, 4 2,17 1В=Аввв=4 0,144=0,576 м. Пример 2.2. В горизонтально-ковочиой машине с кривошипно-ползувным механизмом технологическое перемещение ползуна при высадке Но,=0,13 м н соответствующий угол Ввв,= 80'.
Коэффициент относвтельной длины шатуна првнят 22=2,8, коэффициент смещения направляющей 2, = О. Требуется определить размеры звеньев. Исходных данных достаточно для определения размеров звеньев по соотношению (2.14): 'ьг;=агсзш = ахсзш = ахсзш = ахввш 0,3517 = 20,59' = 20'35', Нс О,)3 (1-сов ив )+хв(1-сов1~в) (1-сов ВО")ь2,В(1-сов 20'35) 0,13 (1 -0,173)+2,8(! -0,936) 1~=1122=0,129 2,8=3,612 м. 53 Пример 2.3.
Исходные данные: ход ползуна Не=0,15 м, смещение направляющей ползуыа е=0,046 м в коэффициент изменения средней скорости ползуна К„=1,35. Определить размеры 1, и ! крввошипа и шатуна. Графическое решеыие приведено ыа рыс. 2.5, а. Угол перекрытия 6 определя!от по соотношению (2. 17): 6 = 180' — = 180' 1.35 — ! К,Ь! 1,35+1 =180" ' =26,8'ге27'. „0,35 2,35 На горизонтальной оси ваправда!ошей в выбравыом масштабе длив откладывают отрезок С'С, соответствующий хоРиа 2.5 ду Нс(СС"=400 0,15=60 мм), в отрезок смешеыия оси Ах=3ье=400 0,046= 18,4 мм. Для определения положения точки А ва оси Ах находят цевтр М вспомогательной окружности, проходюцей через точки С", С' в А, для которой вьшолиается известное соотиошеиие между велвчивамв цеитральиого СМС" и вписаввого С'АС в окружность углов: Е С'АС =6; ~ СМС'=26.
Дла этого в точках С и С' проводят лучи под угламв (90' — 6) к направляющей в па пересечении находят положеыие точки М. Точка А находится ыа пересечеыив этой окружности с ливией сме!цеввя оси врашеыия кривошипа 1 относвтельыо направляющей 4. Отрезав АС'= 85 мм и АС= 30 мм пропорциовальпы соответсгаевыо сумме (!!+13) и разности (!3 — 1,) длиы шатуна и кривошипа. Следовательно, искомые длины звеньев ыаходят по соотношеввям (с учетом масштаба 3ь дливы звеньев) в)г лс' — Ас 85 — 30 лс'+Ас 35+30 !!дс— - — — — — — — — —— 27,5мм; !та,= — — -= =57,5 мм. 2 Найдеввым значениям 1,=0,069 м и ! =0,144 м на рис.
2.2, а соответствуют отрезкы АЗ=д!1!=27,5 мм и ВС=~43=57,5 мм. Рассмотренный,алгоритм решения задачи можно представить в аналитической форме. По теореме косввусов„для ЛАС"С" (СС)с=(АС")2+(АС)з — 2(АС)(АС»)сов В, Ис'=(1, +1,)з+(1,-1с)'-2ц+17) (15 — 11) в В. (2.18) Площадь Ь АС'С"' выражают в следующем виде: Нс» (1,~1,)(1»-ЦЯ В г г (2.19) Решая соотношения (2.18) и (2.19) совместио, получают н, с 2» 1-со»В 1 = — (1 —.
с— 2 11 Н, ааВ * Н с 2 1+ И — — 1+ — ' нс во В (2.21) Подставляя в соотношения (2.20) и (2.21) задаввые числовые значения величии, имеют: 0,15 2 0,046 1 — со»27 — — 11--- — ' — — -=0,0692 м; 2 7/ 0,15 йа 27 0,15 2'0,046 1+со»27 1 =--* — Р+ — ' — — — =0,141 м; 2 0,15 во27 22=Ц!с= — =204 0.0602 Результаты графического построевия (см. рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
