Механизм долбежного станка

Содержание

 

     Техническое задание                                                                                                   3

 Введение                                                                                                                      4                                                                                                             

1 Кинематический анализ рычажных  механизмов                                                  5

1.1 Структурный  анализ механизма                                                                          5

1.2 План скоростей                                                                                                      6

1.3 План ускорений                                                                                                     8

1.4 Диаграммы перемещений  скоростей и ускорений звена                                 10

2 Синтез зубчатых  механизмов                                                                                12

2.1 Расчет эвольвентного зацепления                                                                      12

2.2 Синтез планетарного  редуктора                                                                         14

3 Синтез кулачковых  механизмов                                                                            17

Заключение                                                                                                                 19

Список использованных источников                                                                       20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Техническое задание:

 

Спроектировать механизм качающегося  конвейера, представленного на рисунке.

а – рычажный механизм долбежного станка;

б – планетарная и простая  ступени редуктора;

в – кулачковый механизм подачи материала на конвейер;

г – закон изменения аналога  ускорения коромысла кулачкового  механизма.

Заданные параметры:

Размеры звеньев рычажного механизма:                           l = 0,10 м

                                                                                               l = 0,05 м

                                                                                                l = 0,10 м

                                                                                               l = 0,40 м

                                                                                               а = 0,02 м

                                                                                                          в = 0,03 м

                                                                                                         у = 0,30 м

                                                                                                          у = 0,50 м

Частота вращения электродвигателя                                  n = 1500 об/ мин

Частота вращения кривошипа 1 и кулачка                        n = n = 200 об/ мин

Модуль  зубчатых колес планетарного ступени  механизма  m = 4 мм

Числа зубьев колес простой передачи                                     z = 12

                                                                                                     z = 20

Модуль зубчатых колес                                                            m = 5 мм

Длина коромысла кулачкового механизма                             l = 0,30 м

Угловой ход коромысла                                                           = 20 град

Фазовые углы поворота кулачка                                             / 55 град

                                                                                                    = 25 град

Допускаемый угол давления                                                   V = 35 град

Введение 

 

Современная техника характеризуется  большим разнообразием машин, приборов и устройств механического действия, главной особенностью которых является передача движения и энергии посредством  механизмов.

Под проектированием понимают создание комплекса технической документации, предназначенного для изготовления изделия, его контроля и эксплуатации. Виды изделий, перечень технических документов, которые создаются в процессе проектирования, последовательность этапов разработки этих документов устанавливает Единая система конструкторской документации (ЕСКД). ЕСКД определяет виды и комплектность конструкторских документов, их содержание и единые требования оформления этих документов.

Проектирование современных машин  ведется на основе многих технических дисциплин. Однако, важно подчеркнуть, что при проектировании любой машины, прибора или устройства механического действия обязательно приходится решать вопросы, связанные с выбором кинематических схем механизмов, их расчетом, динамикой их движения.

При курсовом проектировании студенты подробно изучают методы анализа  и синтеза типовых механических устройств, таких как рычажные, зубчатые и кулачковые механизмы. Эти механизмы, а так же их комбинации широко используются во многих механических преобразователях.

При выполнении курсового проекта  студенты не только подробно знакомятся с методами синтеза и анализа  типовых механизмов, но и получают необходимые умения и навыки для  проектирования приборных механических преобразователей.

 

 

 

 

 

1 Кинематический анализ рычажных механизмов

 

Кинематический анализ механизмов включает следующие задачи:

1. определение  положений  звеньев  и  траекторий  любых  точек звеньев;
2. определение скоростей звеньев;
3. определение ускорений звеньев.

Эти задачи решаются с помощью аналитических и графических методов. При графических построениях на чертеже изображают не только длину звеньев, но и скорость и ускорение. В этих случаях пользуются масштабным коэффициентом _x = х/а, где х - некоторая физическая величина; а — изображающий ее отрезок на чертеже.

 

1.1 Структурный анализ механизма.

Число степеней свободы механизма

W = Зn - 2р = 3*5 -2*7=1

Следовательно, в этом механизме  при заданном движении начального звена (кривошипа 1) все остальные звенья будут обладать определенностью движений.

К начальному звену 1 и стойке О последовательно присоединены две группы Ассура: (2,3) - второго класса второго порядка первого вида и (4,5) - второго класса второго порядка второго вида. Значит, данный механизм относится ко второму классу.

Строим  план положений механизма. Выбираем масштабный коэффициент длин: = l_ОА/ОА, где ОА - отрезок, изображающий на чертеже l .

Примем ОА = 30 мм. Тогда = 0,10/30 = 0,0033 м/мм

Находим длины остальных отрезков.

АВ = l / =0,05/0,0033 = 15,15 мм

ВС = l / = 0,10/0,0033 = 30,30 мм

СD = l / = 0,40/0,0033 = 121,21 мм

Наносим на чертеже неподвижные  элементы кинематических пар О и С и направляющую хх. Затем радиусом ОА проводим окружность -траекторию точки А, на которой на одинаковом расстоянии друг от друга наносим 12 положений точки А. Соединив их отрезками прямых с точкой О, получим соответствующие положения кривошипа. Нумерацию положений ведем в направлении вращения кривошипа (по часовой стрелке).

Аналогично определяем положения  звеньев группы Ассура.

 

В группе (2, 3) радиусом А В проводим окружность – траекторию точки В и таким образом определяем положение точки В. Затем, соединив точки А и B прямой, получим положение звена АВ. Положение звеньев 4 и 5 строятся по размерам. Остальные положения строятся аналогично.

1.2 План скоростей

У кривошипа 1 определяем скорость точки А:

= l_OAω₁ =                                     

 м/с

Эту скорость изобразим отрезком   ра = 50 мм (р - полюс плана скоростей). Тогда масштабный коэффициент скоростей:

= Vв/ ра = 15,7/50 = 0,42 м/ с*мм

будет соответствовать рекомендуемым  значениям. Вектор ра, перпендикулярный к кривошипу в данном положении и направленный в сторону его вращения, представляет план скоростей кривошипа ОА.

Переходим к построению плана скоростей  группы Ассура. Скорости точек А и В известны: изображена на плане скоростей вектором ра , а Vв = 0. Определяем скорость точки С.

 

Рассматривая движение точки С  по отношению к точке D, а затем по отношению к точке D , запишем соответственно два векторных уравнения:

В скобках указаны направления  соответствующих векторов. Эти уравнения  решаем графически. Согласно первому уравнению, через точку а проводим прямую перпендикулярно к СВ, а согласно второму уравнению, через точку Р (так как Vв = 0) проводим прямую перпендикулярно к СD. На пересечении этих перпендикуляров отмечаем точку b, которая является концом вектора pb, изображающего абсолютную скорость точки С.

Переходим   к   определению   скоростей   точек   на   звеньях   второй структурной  группы. Определяем скорость точки  D для этого составляем уравнения:

V

= V + V   ( DС )

V

= V + V ( D D)

V

+ V =  V

В скобках указаны направления  соответствующих векторов. Эти уравнения решаем графически. Согласно первому уравнению, через точку b проводим прямую перпендикулярно с DС, а согласно второму уравнению, через точку Р проводим прямую параллельно к хх. На пересечении этих прямых отмечаем точку d, которая является концом вектора pd, изображающего абсолютную скорость точки D .

Аналогично выполняются построения для всех остальных положений  механизма. Численные значения скоростей для шести положений механизма, вычисленных как произведение соответствующих отрезков плана скорости на масштабный коэффициент, сводим в таблицу 1.

 

Таблица 1 – План скоростей

	Vo, м/с	Va, м/с	Vв, м/с	Vвa, м/с	Vвc, м/с	Vc, м/с	Vд, м/с	Vд, м/с
2	0	15,7	0	11,84	10,15	7,65	14,63	0
4	0	15,7	0	14,1	7,87	9,64	8,08	0
6	0	15,7	0	10,87	13,56	6,46	11,02	0
8	0	15,7	0	14,53	9,35	9,8	13,28	0
10	0	15,7	0	12,66	10,86	5,9	19,35	0
12	0	15,7	0	9,36	8,45	4,13	10,56	0

 

1.3 План ускорений

У кривошипа 1 полное ускорение а_А, точки А равно геометрической сумме двух составляющих: нормального ускорения, направленного к центру вращения, т.е. от точки А к точке О, и тангенциального, направленного перпендикулярно к АО в сторону, соответствующую направлению углового ускорения.

Следовательно,

= +

где  = l_ОА * =  0,10 * 6,28 = 3,94

       = 0, т.к. Е = const.

Ускорение изобразим отрезком n = 628 мм. Тогда масштабный коэффициент ускорений будет соответствовать:

= / n = 3,94/ 628 = 0,006 м/ с *мм.

Определим ускорение центра шарнира В для случая когда  механизм 
находится в положении Р,,. Рассматривая движение точки С по отношению к 
точке В, а затем  по отношению к точке D запишем соответственно два векторных уравнения: