1. Определение закона движения механизма


    1. Постановка задачи: для заданного механизма кртвоштпо-ползунного пресса при известных размерах, массах и моментах инерции звеньев, при заданных внешних силовых воздействиях с учетом установившегося режима движения определить закон движения механизма.


1.2.1 Исходные данные:



ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ КРИВОШИПО-ПОЛЗУННОГО ПРЕССА


Вертикальный кривошипно-ползунный пресс (рис. 84а) предназначен для холодной штамповки (вырубки, гибки, вытяжки и др.).

Движение от электродвигателя 1 через зубчатую пару колес 2,3 и планетарный редуктор 3-4-5-6 и водило 7 передается по кривошипу 8 и далее через шатун 9 ползуну 10, производящему штамповку деталей в матрице 11.

Характер изменения сил вытяжки Ра max представлен на рис. 84б. Изменение движущего момента Мд на валу кривошипа 8 в зависимости от угла поворота кривошипа показан на рис. 84в.

Справа (рис. 84а) на оси кривошипа находится маховик 12, маховой момент которого помогает выполнению работ по прессованию, а с левой стороны расположен масляный насос 13 кулачкового типа (рис.84г). Закон изменения ускорения толкателя 15 в пределах угла рабочего хода δр кулачка 14 представлен в виде косинусоиды из рис. 84д.


Примечания: 1. Модули зубчатых колес 2и 3 принять равными 5 мм.

2. Число сателлитов планетарного редуктора К=3.

3. Диаграмма угловой скорости ω=f(φ) строится в пределах первого оборота кривошипа 8, считая ω1 нач =0.

Исходные данные

Таблица 84-1

№ по пор.

Наименование параметра

Обозн.

Размерн.

Числовое значение

В СИ

1

Средняя скорость ползуна

Vcp

м/сек

0,52

0,52

2

Отношение длины шатуна к длине кривошипа

lAB/lOA

-

3,5

3,5

3

Отношение расстояния центра тяжести шатуна от точки А к длине шатуна

lAS2/lAB

-

0,45

0,45

4

Скорость вращения электродвигателя без нагрузки

n

об/мин

1440

24 с-1

5

Сила тяжести шатуна

G2

кгс

45

450 Н

6

Сила тяжести ползуна

G3

кгс

65

650 Н

7

Момент инерции шатуна относительно оси, проходящей через его центр тяжести

I2S

кгс∙м∙сек2

0,9

9кг∙м2

8

Усилие вытяжки

Pa max

кгс

350

3500Н

9

Движущий момент на валу кривошипа

Mдпр п.а.

кгс∙м

25

250Н∙м

10

Сумма моментов инерции вращающихся звеньев ротора, зубчатых колес, насоса, маховика, приведенных к валу кривошипа

Iпрвр

кгс∙м∙сек2

2

20кг∙м2

11

Угловая координата кривошипа для силового расчета (от вертикали)

φ1

град

60

60

12

Число зубьев колес 2 и 5

z2/z3

-

11/18

11/18

13

Угол рабочего профиля кулачка

δp

град

180

180

14

Ход толкателя кулачка

h

м

0,075

0,075

15

Максимальный допустимый угол давления

αдоп

град

30

30

16

Скорость вращения крвошипа 8

n8

об/мин

50

0,83 с-1


1.2.2 Определение размеров механизма

Исходные данные:

1) средняя скорость ползуна Vcp=0,52м/с;

2) частота вращения кривошипа n1=0,83 c-1;

3) относительная длина шатуна λ2= lAB/lOA=3,5;

4) относительное положение центра масс λS2= lAS1/lAB=0,45.


Для получения однозначного решения принимают условие, что смещение направляющей ползуна равна нулю. Время одного оборота


Т = 1/ n1 с.


Ход ползуна Нс=2l1.

Средняя скорость ползуна и его перемещение связаны соотношением


Vcp=2Hc/T,


Следовательно, искомые размеры:

длина кривошипа

l1=Vcp/4n1=0,52/4*0,83= 0,156м; (1,1)

длина шатуна

l2= l1 λ2=0,156*3,5=0,546м; (1,2)


расстояние от точки А шатуна до центра масс lAS1=l2 λS2=0,045*0,45=0,02м.


















1.3. Определение параметров динамической модели

В качестве начального звена выбираем кривошип.

Выпишем из исходных данных значения всех заданных активных сил:

1

Сила тяжести шатуна

G2

450 Н

2

Сила тяжести ползуна

G3

650 Н

3

Момент инерции шатуна относительно оси, проходящей через его центр тяжести

I2S

9кг∙м2



4

Движущий момент на валу кривошипа

Mдпр п.а.

250Н∙м

5

Сумма моментов инерции вращающихся звеньев ротора, зубчатых колес, насоса, маховика, приведенных к валу кривошипа

Iпрвр

20кг∙м2



















1.3.1. Построение диаграмм передаточных функций механизма

1.3.1.1. Определение функций положения механизма






















































1.3.1.2. Определение первых кинематических передаточных функций










































Диаграмма первых передаточных функций и передаточного отношения



















1.3.2. Построение диаграммы изменения усилия вытяжки P по

пути ползуна 5













1.3.3. Определение суммарного приведенного момента

действующих сил



1.3.3.1 Определение приведенного момента силы вытяжки

Приведенный момент равняется произведению силы, передаточной функции точки приложения силы на косинус угла между ними. С учетом того, что сила вытяжки и передаточная функция имеют только вертикальную составляющую имеем:





Диаграмма приведенного момента от силы вытяжки




1.3.3.2 Определение приведенного момента сил тяжести




Вес шатуна


Вес ползуна




Момент инерции шатуна относительно

оси проходящей через его центр тяжести










Диаграмма приведенных моментов от сил тяжести




1.3.3.3 Определение движущего момента


Движущий момент был увеличен в 1.5 раза.








Суммарный приведенный момент:






1.3.4. Определение приведенных моментов инерции звеньев


Массы звеньев механизма:


Масса шатуна


Масса ползуна






Момент инерции шатуна относительно

оси проходящей через его центр тяжести









Диаграмма суммарного приведенного момента инерции звеньев












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.