Механизм поперечно-строгального станка (123331)

Посмотреть архив целиком

Кафедра «Основы проектирования машин»












Курсовая работа

Поперечно-строгальный станок



Содержание


1. Кинематический анализ 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 Определение угловых скоростей и ускорений звеньев

1.6 Диаграммы движения выходного звена

1.7 Аналитический метод анализа рычажного механизма

2. Силовой анализ рычажного механизма

2.1 Определение сил инерции

2.2 Расчёт диады 4-5

2.3 Расчёт диады 2-3

2.4 Расчёт кривошипа

2.5 Определение уравновешивающей силы методом рычага Жуковского

2.6 Определение мощностей

2.7 Определение кинетической энергии и приведенного момента инерции механизма

2.8 Определение сил инерции

3. Геометрический расчёт прямозубой передачи. Проектирование планетарного редуктора

3.1 Геометрический расчёт прямозубой передачи

3.2 Синтез и анализ комбинированного зубчатого механизма

3.3 Построение плана скоростей и частот вращения звеньев зубчатого механизма

Список литературы



1. Кинематический анализ рычажного механизма


Исходные данные:

Ход долбяка:____________________ H=320 мм

Коэффициент производительности:_ K=1,3

Отношения длин звеньев :_________ О2О3/BO3=1,25; BC/BO3=1,8

Частота вращения кривошипа :_____ n =97 об/мин


1.1 Структурный анализ механизма


Степень подвижности механизма:

Для определения степени подвижности механизма воспользуемся формулой Чебышева.


W = 3k - 2p1 - p2


где k -число подвижных звеньев;

p1 -число одноподвижных кинематических пар;

p2 -число двухподвижных кинематических пар;

Для данного механизма: k = 5; p1 = 7; p2 = 0. Тогда

W = 3 · 5 – 2 · 7 – 0 = 1

Разложение механизма на структурные группы Ассура :

Формула строения механизма : I(0,1)II(2,3)II(4,5)

Вывод: механизм II класса.


1.2 Определение недостающих размеров


Угол размаха кулисы:


β = 180˚·(k-1)/(k+1) = 180˚·(1,3-1)/(1,3+1) = 23028I


Угол рабочего хода:


φpx = β +1800 = 203º


Угол холостого хода:


φxx =1800- β = 154º


O3B=160/sin11o=786.8mm

O2O3=983.5 mm

Масштабный коэффициент построения схемы:


Kl = lO1A / O1A = 0,113 / 113 = 0,001


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


1.3 Определение скоростей точек механизма


Определим угловую скорость ω1 кривошипа по формуле :


ω1 = (π · nкр) / 30º = (3,14 · 132) / 30º = 13,816 рад/с


Определяем скорость точки А :


VA = ω1 · lO1A = 13,816 · 0,113 = 1,561 m/c


Масштабный коэффициент для плана скоростей :


KV = VA / PVA =1,561 / 50 = 0,003 m/c·mm


Для точки А’ (внутренней пары диады) напишем систему уравнений :


VA’ = VA + VA’A


VA’ = VO2 + VA’O2


Эту систему решаем графически:


VA’ = KV · PVA = 0,003 · 50 = 1,5 m/c


Скорость точки В находим методом подобия. Для этого составляем пропорцию :


PVB / PVA’ = O2B / O2A’


PVB = (O2B / O2A’) · PVA’ = (70 / 147) · 50 = 23,8 mm


Абсолютная величина скорости точки B:


VB = KV · PVB = 0,003 · 23,8 = 0,0714 m/c


Скорость точки С определяем графически, решая систему уравнений :


VC = VB + VBC

VC =VO2 + VO2B

VC = KV · PVC = 0,003 · 24 = 0,072 m/c



1.4 Определение ускорений точек механизма


Ускорение точки А :


aA = an = ω12 · lO1A = 13,8162 · 0,113 = 0,2157 m/c2


aA направлен по кривошипу к центру вращения O1

Масштабный коэффициент для плана ускорений :


KA = aA / PAA = 0,2157 / 50 = 0,004 m/c2mm


Для точки А’ напишем систему уравнений :

aA’ = aA + akA’A + aτA’A

aA’ = aO2 + anA’O2 + aτA’O2


Ускорения aA’A и aA’O2 раскладываем на составляющие :


akA’A = 2VA’A · ω3 = 2 · 0,15 · 1,02 = 0,306 m/c2


anA’O2 = V2A’O2 / lA’O2 = 0,153 m/c2


aτA’A = 0 (так как движение камня по кулисе прямолинейное);

Величина


PaakA’A = akA’A / KA = 0,0306 / 0,004 = 7,7 mm

PaanA’O2 = anA’O2 / KA = 0,153 / 0,004 = 38,25 mm


Далее ускорение точки А’ находим графически:


aA’ = PAA’ · KA = 50 · 0,004 = 0,2 m/c2


Ускорение точки В находим методом подобия: PAB / PAA’ = O2B / O2A’


PAB = (O2B / O2A’) · PAA’ = (70 / 147) · 50 = 23,8 mm


Абсолютная величина ускорения точки B:


aB = PAB · KA =23,8 · 0,004 = 0,095 m/c2


Ускорение точки С определяем графически, решая систему уравнений :


aC = aB + aBC + aτB

aC = aO2 + aO2C + anB


anB = V2B / lO2B = 0,07142 / 0,07 = 0,0728 m/c2


aτB = PτAB · KA = 40 · 0,004 = 0,16 m/c2


Абсолютная величина ускорения точки С равна:

aC = PAC · KA = 58 · 0,004 = 0,232 m/c2


1.5 Определение угловых скоростей и ускорений звеньев.


ω1 = ( π · nкр ) / 30º = ( 3,14 · 132 ) / 30 = 13,8 рад/с


ω3 = VA’ / lO2A’ = 1,5 / 0,147 = 10,2 рад/с


ω4 = VBC / lBC = 2,33 / 0,21 = 11,1 рад/с


ε3 = aτA’O2 / lA’O2 = 0,022 / 0,147 = 0,15 рад/с2


ε4 = aτВС / lBC = 0,16 / 0,21 = 0,76 рад/с2


Номер звена

1

2

3

4

5

ω рад/с

13,8

0

10,2

11,1

0

ε рад/с2

0

0

0,15

0,76

0


1.6 Диаграммы движения выходного звена


Диаграмму перемещения S-t строим, используя полученную из плана положений механизма траекторию движения точки С.

Диаграммы скоростей V-t и ускорений a-t строим методом хорд.

Масштабные коэффициенты диаграмм :

KL = 0,001 m/mm

KT = 0,005 c/mm

KV = 0,003 m/c·mm

KA = 0,004 m/c·mm2


1.7 Аналитический метод анализа рычажного механизма


Положение точки А определяется уравнениями :


ХA = r · Sin( f );


YA = e + r · cos( f ).


Угол размаха кулисы можно определить по уравнению :


f = arctg ( XA / YA ).


Скорость точки А1 , принадлежащей кривошипу 1 равна :


V = ω1 · r.


Скорость точки А3, принадлежащей кулисе 3 равна :


V = V · Cos( f – f3 ) = ω1 · r · Cos( f – f3 ).


Расстояние

AB=XA +YA=r · Sin(f) +e+2 · e · r · Cos(f)+r · Cos(f)=r+e+2 · e · r · cos( f ).


Угловая скорость кулисы :


ω = ωкр·λ·(λ+cos(f)) / (1+2λcos(f)+λ2)


Продифференцируем предыдущее уравнение по времени :


ε = ω2кр·a·r·((a2-r2)sin(f)) / (a2 + 2a·r·cos(f) + r2)2


Перемещение долбяка 5 :


X = r1 · Cos( f ) + l · Cos( arcsin((lO2B·sin (f))/lBC)).


Угол определим по формуле :


cos (f) = r/a


Скорость долбяка 5 определяется по формуле :


V = r·ωкр(sin(f) + 1/2·λ·sin2(f))


Ускорение долбяка 5:


a = r·ω2кр·(cos(f)+ λcos2(f))


Составляем программу для вычисления скоростей и ускорений долбяка 5 и для построения диаграмм скорости и ускорения долбяка 5.

Sub tron()

Dim a, e, h, r, n, w, fi, w1, alf As Double

Worksheets(1).Activate

a = Range("b2").Value

r = Range("b3").Value

n = Range("b4").Value

w1 = 3.14159265358979 * n / 30

alf = 0

h = 30 * 3.14159265358979 / 180


For n = 1 To Range("c2:c14").Count


F = Atn(r * Sin(alf) / (a + r * Cos(alf)))


fi = (180 / 3.14159265358979) * F


w = w1 * r * (r + a * Cos(alf)) / (a ^ 2 + 2 * a * r * Cos(alf) + r ^ 2)


e = w1 ^ 2 * a * r * (a ^ 2 - r ^ 2) * Sin(alf) / ((a ^ 2 + 2 * a * r * Cos(alf) + r ^ 2) ^ 2)


Range("c2:c14").Cells(n, 1) = fi

Range("c2:c14").Cells(n, 2) = w

Range("c2:c14").Cells(n, 3) = e

alfa = alf * 180 / 3.14159265358979

Range("c2:c14").Cells(n, 4) = alfa

alf = alf + h

Next n

End Sub



2. Силовой анализ рычажного механизма


2.1 Определение сил инерции


Исходные данные :

Масса кулисы 3 : m = 30 кг ;

Масса шатуна 4 : m = 10 кг ;

Масса долбяка 5 : m = 72 кг ;

Определяем веса звеньев :


G3’ = m3’ · g = 11,5 · 9,8 = 112,8519 H ;


G3” = m3” · g = 18,4845 · 9,8 = 181,104 H ;


G4 = m4 · g = 10 · 9,8 = 98 H ;


G5 = m5 · g = 72 · 9,8 = 705,6 H .


Сила полезного сопротивления : Q = 2000 H.

Вычисляем силы инерции :


U3’ = m3’ · aS3’ = 18,4845*2,56375 = 47,3896 H ;


U3” = m3“ · aS3“ = 11,5155*1,5875 = 18,28 H ;


U4 = m4 · aS4 = 10 · 2,3 = 23 H ;


U5 = m5 · aS5 = 72· 0,92= 66,24 H ;



2.2 Расчёт диады 4-5


Составляем уравнение равновесия диады:


Σ P (4 ;5) = 0 ;


R50 + Q + U5 + G5 + U4 + G4 + Rτ43 + Rn43 =0


Составим сумму моментов сил звена 4:


Σ MC ( зв.4 ) = 0


Случайные файлы

Файл
159569.rtf
48478.rtf
62153.rtf
34089.rtf
174641.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.