Определение недостающих размеров

Введение

 

Конвейер типа ПК-19 предназначен для перемещения сыпучих материалов в горизонтальном направлении.

Строгание осуществляется резцом, закреплённым в резцовой головке, которая возвратно–поступательно движется совместно с ползуном.

В поперечно–строгальный станок входят рычажный, зубчатый и кулачковый механизмы. Целью данного курсового проекта является синтез каждого из узлов по заданным параметрам.

Для перемещения ползуна используется кулисный механизм с качающейся кулисой, состоящий из кривошипа, камня, шатуна и ползуна. Кулисный механизм предназначен для преобразования вращательного движения в поступательное движение.

Электродвигатель через планетарный механизм и одноступенчатую рядовую зубчатую передачу приводит в движение кривошип кулисного механизма. Зубчатый механизм предназначен для понижения оборотов двигателя до оборотов кривошипа.

На одном валу с кривошипом насажен кулачковый механизм, который приводит в движение толкатель, связанный с механизмом смазки станка и регулирует подачу смазочного материала в зону смазки.

 

Синтез и анализ рычажного механизма

 

Рисунок 1 - Схема механизма:

 

Исходные данные :

1. Координаты центра вращения кривошипа

2.Длина звена О2С

3.Расстояние между точками О2 и В

4.Угол отклонения звена О2С от оси симметрии

5.Частота вращения кривошипа

6. ;

 

Структурный анализ механизма

 

Механизм состоит из пяти подвижных звеньев: кривошипа 1, шатуна 2, коромысла 3, камня 4, ползуна 5. Все звенья, соединяясь между собой, образуют 7 кинематических пар: вращательных в точках О1, А, В, О2, С и поступательных в точках D и D`.

Определим степень подвижности механизма по формуле Чебышева:

 

 

где р1 – количество одноподвижных кинематических пар, р2 – количество двуподвижных кинематических пар. Поскольку в данном механизме имеется только 7 шарнирных соединений, то р1=7, р2=0. Откуда

К начальному звену 1 присоединены последовательно группы Ассура: (2,3) – второго класса, второго порядка, и (4,5) – второго класса, второго порядка. Ниже показано разложение механизма на структурные группы Ассура:

 

                                                       О₂                                                  

О₁                                                A                                                           C

  B

 

 

                                                                                                      D           D`

Рисунок 2 - Разложение механизма на структурные группы Ассура:

 

Формула механизма:

 

.

По классификации Артоболевского – механизм второго класса, второго порядка.

 

Определение недостающих размеров

 

Недостающие размеры определим графическим способом – построением планов механизма. Выбираем масштабный коэффициент построения планов механизма:

 

 

В масштабе КL по заданным значениям координат X и Y на чертеже наносят точки О1 и О2, и строят крайние положения О2В0 и О2В0` коромысла О2В. Соединив точку О1 (центр вращения кривошипа) с точками В0 и В0` получим два крайних положения механизма – ближнее О1В0О2 и дальнее О1В0`О2.

  АВ + О1А = О1В0`

  АВ - О1А = О1В0

 

В полученной системе двух линейных уравнений с двумя неизвестными правые части известны, так как О1В0` и О1В0 можно измерить на чертеже, в мм. Решая полученную систему уравнений совместно, определяют длину шатуна и кривошипа

 

,

.

 

где О1В0 и О1В0` - отрезки, измеренные на чертеже, мм,

КL – масштабный коэффициент длин, м/мм.

 

1.3 Построение планов скоростей

 

Определяем скорость конца кривошипа (А), допуская, что ω1=const, то скорость точки А для всех положений постоянна.

 

 

n=65 - число оборотов кривошипа.

 

 

Скорость точки А кривошипа изображаем на плане в виде отрезка РVа=44мм. В таком случае, масштабный коэффициент плана скоростей

 

 

Вектор РVа направляем перпендикулярно текущему положению кривошипа и по направлению вращения. Для определения скорости точки В составим систему векторных уравнений, решая которую, получим отрезок PVb – изображение скорости точки В:

 

 

Откуда

 

, .

 

Для первого положения механизма имеем

, .

Скорость точки С (отрезок PVc) определим из свойства подобия плана скоростей:

 

 

Для первого положения механизма получаем

.

Для определения скорости точки D составим систему уравнений:

 

 

Решая графически эту систему уравнений, получим отрезок PVd на плане скоростей, изображающий скорость точки D. Для первого положения механизма имеем PVd=40,91 мм,

.

После построения планов скоростей имеем:

 

Таблица 1.1. Значения скоростей.

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
VA, м/с	0,44
VВ, м/с	0,29	0,42	0,44	0,36	0,22	0,05	0,13	0,31	0,47	0,53	0,34	0
VC, м/с	0,43	0,63	0,66	0,54	0,33	0,08	0,19	0,46	0,70	0,79	0,52	0
VD, м/с	0,41	0,62	0,66	0,53	0,32	0,07	0,18	0,45	0,70	0,79	0,50	0
VВА, м/с	0,24	0,06	0,10	0,24	0,38	0,44	0,40	0,23	0,07	0,41	0,56	0
VDC, м/с	0,12	0,09	0,01	0,10	0,08	0,03	0,06	0,11	0,07	0,08	0,14	0

 

1.4 Построение планов ускорений

 

Планы ускорений строим, начиная с кривошипа. Кривошип совершает равномерное вращательное движение, поэтому

 

; .

 

На плане ускорений изображаем его отрезком . Отсюда масштабный коэффициент плана ускорений:

 

.

 

Ускорение точки А кривошипа направляем от точки А к полюсу вращения – точке О1.

Для определения полного ускорения точки В шатуна составим систему:

 

 

Нормальные ускорения найдём по формуле:

;

 

Соответственно определяем

 

 

Решая вышеприведенную систему векторных уравнений с учётом найденных ускорений, получим полные ускорения точки В.

Полное ускорение точки С найдём по свойству подобия:

 

.

 

Для первого положения механизма имеем

Для определения ускорения точки D составим систему векторных уравнений

 

 

и решим её графически. Решая эту систему для первого положения механизма, получаем

 и .

 

Таблица 1.2. Значения ускорений.

	1	3	5	7	9	11	12
аА, м/с2	3,02
аВ, м/с2	2,78	1,06	2,11	2,35	2,06	3,99	3,74
аC, м/с2	4,17	1,59	3,17	3,53	3,09	5,99	5,61
аD, м/с2	4,13	0,69	3,14	3,37	2,76	5,94	5,27
аВАn, м/с2	0,2	0,03	0,51	0,58	0,02	1,10	0
aBO2n, м/с2	0,4	0,96	0,24	0,08	1,10	0,59	0
aBA, м/с2	2,56	1,51	1,38	1,40	4,64	1,10	2,08
аDC, м/с2	0,61	1,43	0,42	1,03	1,40	0,79	1,92