Xreferat.com » Рефераты по промышленности и производству » Проектирование механизмов поперечно-строгального станка

Проектирование механизмов поперечно-строгального станка

Содержание


1. Синтез рычажного механизма

1.1 Структурный анализ механизма

1.2 Определение недостающих размеров

1.3 Определение скоростей точек механизма

1.4 Определение 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

Список используемых источников


Введение


Поперечно-строгальный станок предназначен для строгания плоских поверхностей.

Строгание осуществляется резцом, закрепленным в резцовой головке, которая возвратно-поступательно движется совместно с ползуном 5.

Для перемещения ползуна используется кулисный механизм с качающийся кулисой, состоящий из кривошипа 1, камня 2, шатуна 4 и ползуна 5.

Электродвигатель через планетарную передачу и одноступенчатую зубчатую передачу Проектирование механизмов поперечно-строгального станка приводит в движение кривошип кулисного механизма.

На одном валу с зубчатым колесом Проектирование механизмов поперечно-строгального станка насажен кулачек, который приводится в движение толкатель, связанный с механизмом смазки станка.


1. Синтез и анализ рычажного механизма


Исходные данные:

Сила полезного сопротивления Проектирование механизмов поперечно-строгального станка

Ход ползуна Проектирование механизмов поперечно-строгального станка

Коэффициент производительности Проектирование механизмов поперечно-строгального станка

Отношение длин звеньев Проектирование механизмов поперечно-строгального станка

Отношение длин звеньев Проектирование механизмов поперечно-строгального станка

Сема механизма


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка

Рис. 1 – Схема механизма


1.1 Структурный анализ механизма


Механизм содержит пять подвижных звеньев: 1- кривошип, 2- камень, 3- кулиса, 4- шатун, 5- ползун. Звенья соединены семью кинематическими парами: вращательные Проектирование механизмов поперечно-строгального станка, Проектирование механизмов поперечно-строгального станка, Проектирование механизмов поперечно-строгального станка, Проектирование механизмов поперечно-строгального станка, Проектирование механизмов поперечно-строгального станка; поступательные Проектирование механизмов поперечно-строгального станка, Проектирование механизмов поперечно-строгального станка.

Степень подвижности механизма


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка

где n - число подвижных звеньев;

Проектирование механизмов поперечно-строгального станка - число одноподвижных кинематических пар;

Проектирование механизмов поперечно-строгального станка - число двухподвижных кинематических пар.

Разложение механизма на структурные группы Ассура


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Начальный механизм I класса I(0;1) W=1


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


(2;3)Проектирование механизмов поперечно-строгального станка Группа Ассура II класса 2-го порядка


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


(4;5)Проектирование механизмов поперечно-строгального станка Группа Ассура II класса 2-го порядка W=0

Формула строения механизма


I(0,1)®Проектирование механизмов поперечно-строгального станка (2,3)® Проектирование механизмов поперечно-строгального станка (4,5)


Механизм II класса 2-го порядка.


1.2 Определение недостающих размеров


Неизвестные размеры кривошипа и кулисы определяем в крайних положениях механизма.

Крайними являются положения, в которых кулиса касается кривошипной окружности.

Угол размаха кулисы:


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Размер кулисы:


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Длину Проектирование механизмов поперечно-строгального станка определяем из соотношения длин:


Проектирование механизмов поперечно-строгального станкаПроектирование механизмов поперечно-строгального станка


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Размер кривошипа:

Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Длину Проектирование механизмов поперечно-строгального станка определяем из соотношения длин:


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Масштабный коэффициент длин:


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Длину звена Проектирование механизмов поперечно-строгального станка выбираем конструктивно и принимаем равным 318 мм.

Строим 12 планов механизма, приняв за начало отсчёта крайнее положение, соответствующее началу рабочего хода механизма.


1.3 Определение скоростей


Угловая скорость кривошипа


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


где Проектирование механизмов поперечно-строгального станка - частота вращения кривошипа, Проектирование механизмов поперечно-строгального станка.

Скорость точки А кривошипа:


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Масштабный коэффициент скоростей:


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Система векторных уравнений скоростей точки АПроектирование механизмов поперечно-строгального станка:


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Значения скоростей берём с плана скоростей.

Абсолютная величина скорости точки AПроектирование механизмов поперечно-строгального станка:


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Скорость точки Проектирование механизмов поперечно-строгального станка находим по свойству подобия:


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка; Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Абсолютная величина скорости точки В:


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Скорость точки С определим, решая совместно систему:


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка

Абсолютная величина скорости точки С:


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка

Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Пример расчёта скорости выполнил в первом положении механизма.

Для всех остальных положений скорости определяем аналогично. Полученные результаты сводим в таблицу 1.1


Таблица 1.1-Значения скоростей

Скорости Проектирование механизмов поперечно-строгального станка

Положение механизма

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Проектирование механизмов поперечно-строгального станка

0.449 0.449 0.449 0.449 0.449 0.449 0.449 0.449 0.449 0.449 0.449 0.449

Проектирование механизмов поперечно-строгального станка

0.21 0.355 0.433 0.444 0.387 0.26 0.072 0.164 0.391 0.431 0.248 0

Проектирование механизмов поперечно-строгального станка

0.2775 0.39 0.447 0.466 0.415 0.307 0.099 0.273 0.777 0.884 0.44 0

Проектирование механизмов поперечно-строгального станка

0.259 0.395 0.453 0.462 0.396 0.283 0.088 0.245 0.744 0.895 0.442 0

1.4 Определение ускорений точек механизма


Ускорение точки А кривошипа:


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка

Вектор ускорения Проектирование механизмов поперечно-строгального станка направлен по кривошипу к центру вращения Проектирование механизмов поперечно-строгального станка.

Масштабный коэффициент ускорений:


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Пересчетный коэффициент:


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Уравнение ускорения точки AПроектирование механизмов поперечно-строгального станкаопределяем, решая совместно систему:


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Значение кориолисового и нормального ускорений:


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Вектора кориолисового и нормального ускорений на плане ускорений:


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка

Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Значение ускорения точки Проектирование механизмов поперечно-строгального станка на плане ускорений:


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка

Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


По свойству подобия определяем ускорение точки В:


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка; Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Система уравнений ускорения точки С, соединяющей 4 и 5 звено:


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Нормальное ускорение:

Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Вектор нормального ускорения на плане ускорений:

Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Значение ускорения точки С на плане ускорений:


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Пример расчёта ускорений выполнен для первого положения механизма.

Для всех остальных положений ускорения определяем аналогично. Полученные результаты сводим в таблицу 1.2.


Таблица 1.2-Значения ускорений

Ускорение

мсПроектирование механизмов поперечно-строгального станка

Планы положения механизма

1 3 5 7 9 11 12

Проектирование механизмов поперечно-строгального станка

3,038 3,038 3,038 3,038 3,038 3,038 3,038

Проектирование механизмов поперечно-строгального станка

1,924 0,824 1,02 2,66 3,028 3,807 3,038

Проектирование механизмов поперечно-строгального станка

2,373 0,853 1,095 3,652 6,015 6,758 4,423

Проектирование механизмов поперечно-строгального станка

2,413 0,324 1,092 3,282 6,161 6,924 4,361

1.5 Диаграммы движения выходного звена


Диаграмма перемещения S-t строится, используя полученную из плана механизма траекторию движения точки С.

Диаграммы скорости V-t и ускорения a-t строятся из полученных 12 планов скоростей и 7 планов ускорений.

Масштабные коэффициенты диаграмм:

Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка

Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


1.6 Определение угловых скоростей и ускорений


Угловые скорости и ускорения звеньев механизма определяем в 1-ом положении.

Угловые скорости:


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Угловые ускорения:


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Относительные угловые скорости:


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


1.7 Определение ускорений и скоростей центров масс звеньев механизма


Ускорения и скорости центров масс звеньев механизма определяются из планов ускорений:


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка

Проектирование механизмов поперечно-строгального станка

Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


1.8 Аналитический метод расчёта


Схема механизма

Исходные данные:


l0=0.194м;

l1=0,065699м;

l3=0,582 м;

l4=0,3573 м;

l5=0.178 м;

ω1=6.8рад/с;

φ1=100;

а=0.198м.


Схема механизма


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка

Рис. 2 – Расчётная схема механизма


Расчет ведется для первого положения кулисы:


Проектирование механизмов поперечно-строгального станкаПроектирование механизмов поперечно-строгального станка


В проекциях на координатные оси:


Проектирование механизмов поперечно-строгального станкаПроектирование механизмов поперечно-строгального станка


Поделим второе уравнение на первое:


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка

Передаточное отношение U31:


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Передаточная функция ускорений U’31:


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Угловая скорость кулисы:


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Угловое ускорение кулисы:


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Скорость центра масс кулисы Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка

Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Нормальное ускорение центра масс Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка

Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Касательное ускорение центра масс Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка

Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Полное ускорение центра масс Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Уравнение замкнутости верхнего контура в проекциях на оси:


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка(1)


Решая совместно два уравнения находим sinφ4:


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка

Проектирование механизмов поперечно-строгального станка

Дифиринцируем уравнения (1) по параметру φ1:


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка(2)


где Проектирование механизмов поперечно-строгального станка и Проектирование механизмов поперечно-строгального станка - соответствующие передаточные отношения.

Передаточное отношение U43 и угловая скорость ω4:


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Передаточное отношение U53:


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Дифференцируем уравнение по параметру φ3:


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка(3)


где Проектирование механизмов поперечно-строгального станка и Проектирование механизмов поперечно-строгального станка

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


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


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


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка

Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Скорость и ускорение точки С выходного звена:


Проектирование механизмов поперечно-строгального станка

Проектирование механизмов поперечно-строгального станка


Составляем программу на VBA для расчёта оставшихся позиций:


l0=0.194м;

l1=0,065699м;

l3=0,582 м;

l4=0,3573 м;

l5=0.178 м;

ω1=6.8рад/с;

φ1=100;

а=0.198м.

Program kulise1;

User crt;

Const

h=0.129;

l0=0.11326;

l1=0.035;

shag=30;

w1=9.42;

a=0.16994;

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.


Таблица 1.3 – Значения скоростей на VBA

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.
Подробнее

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Похожие рефераты: