Введение
Поперечно-строгальный станок предназначен для строгания поверхностей. Станок имеет следующие основные узлы: станину, ползун с резцовой головкой, стол. Движение от электродвигателя передается кривошипу 1 через планетарный редуктор и зубчатую передачу Z7 – Z8. Преобразование вращательного движения кривошипа в возвратно-поступательное движение ползуна осуществляется шестизвенным рычажным механизмом (рис.1), состоящим из кривошипа 1, кулисного камня 2, качающейся кулисы 3, шатуна 4 и ползуна 5. Сопротивление движению ползуна характеризуется диаграммой сил сопротивления (резания) (лист 1 графической части КП).
Кривошип 1 жестко соединен с зубчатым колесом Z8. Во время перебегов резца в конце холостого и начале рабочего ходов происходит перемещение стола с обрабатываемой деталью при помощи ходового винта. Поворот винта производится посредством храпового механизма, состоящего из колеса, рычага с собачкой, тяги и качающегося толкателя. Поворот толкателя осуществляется дисковым кулачком, закрепленном на кривошипном валу. Для получения необходимой равномерности движения на кривошипном валу закреплен маховик.
При проектировании профиля кулачка необходимо обеспечивать заданный закон движения толкателя
Размеры звеньев рычажного механизма: l OA= 0,09 м, l OB= 0,27 м, l BC= 0,49 м, l CD= 0,20 м, h1= 0,14 м, h2= 0,20 м, l1= 0,41 м, l2= 0,30 м, lBS3= 0,25 м, lDS5= 0,10 м;
Частота вращения электродвигателя: nдв = 1250 об/мин;
Частота вращения кривошипа 1 и кулачка: n1=nk = 72 об/мин;
Массы звеньев рычажного механизма: m3= 18 кг, m5= 40 кг;
Моменты инерции звеньев: JS1= 2,0 кг*м2, JS3= 0,43 кг*м2, Jдв= 0,05 кг*м2;
Сила резания: Qc= 2,2 кН;
Коэффициент неравномерности вращения кривошипа 1: = 0,04;
Положение кривошипа 1 при силовом расчете механизма: 1= 150 град.;
Модуль зубчатых колес планетарного механизма: m1= 5 мм;
Числа зубьев колес простой передачи: Z7= 13, Z8= 26;
Модуль зубчатых колес Z7, Z8: m= 16 мм;
Длина коромысла кулачкового механизма: l= 0,12 м;
Угловой ход коромысла: макс= 15 град.;
Фазовые углы поворота кулачка: п=о= 60 град., в.в.=10 град.;
Допускаемый угол давления: доп= 32 град.
Рисунок 1 – Схема рычажного механизма
1 Динамический синтез рычажного механизма по коэффициенту неравномерности хода машины
1.1 Цели и задачи
При выполнении первого листа решаются следующие задачи:
проектирование кинематической схемы рычажного механизма по заданным структурным и кинематическим условиям;
уменьшение периодических колебаний угловой скорости входного звена, путем проектирования специального маховика по заданному коэффициенту неравномерности хода машины.
Проектирование механизмов представляет собой сложную комплексную задачу, решение которой можно разбить на три самостоятельных этапа:
Установление кинематической схемы механизма, которая обеспечивает требуемый вид и закон движения;
Разработка конструктивных форм механизма обеспечивающая прочность, долговечность и высокий КПД;
Определение механико-экономических и технических показателей данного механизма.
При метрическом синтезе за основное условие в данном механизме принимается скорость выходного звена. В качестве дополнительных условий используется условие существования кривошипа, ограничения углов давления, коэффициента изменения средней скорости. В период установившегося движения в реальной машине 1 не остается постоянным, а колеблется относительно некоторого среднего значения. При решении второй задачи за основное условие используется коэффициент неравномерности хода машины (формула 1.1.1).
max -min
ср
= (1.1.1) с.377 [1]
где - коэффициент неравномерности хода машины;
max +min
2
ср= – средняя угловая скорость.
Коэффициент характеризует только перепад угловой скорости входного звена, но не характеризует динамики движения звена внутри этого цикла. Сравнительной оценкой динамических свойств машины в период установившегося движения является коэффициент динамичности (формула 1.1.2).
ext
2ср
К= (1.1.2) с.377 [1]
где К – коэффициент динамичности;
ext – самая максимальная или самая минимальная величина углового ускорения