Задание №121А

Проэктирование и исслелование механизмов пресса-автомата.


Механизм прессования получает от вала электодвигателя 10 через планетарный редуктор 11 с колесами Z1, Z2, Z3, Z4 (число блоков сателитов к=3 ), зубчатую передачу ( колеса Z5 и Z6 , модуль m=6 мм ) и состоит из кривошипа 1, кулисы 3, клисного камня ( шатуна ) 4 ползуна 5 и стойки 6. Вспомогательные механизмы приводятся в движение от распределительного вала ( ось Е ), который связан с валом кривошипа через зубчатую передачу с колесами Z6 и Z7.

С целью обеспечения требуемого коэффициента неравномерности врашения кривошипа ( =1/20 ) на выходном валу редуктора II установлен маховик 13. Механизм автомата осущевстляет такую последовательность его работы.

Порошок твердого сплава из бункера поступает в шибер, шиберное устройство перемешает его в матрицу 9. Матрица опирается на гидропневматическую подушку, которая применена для обеспечения постоянства усилия прессования.

Порошок твердого сплава из бункера поступает в шибер, шиберное устройство перемешает его в матрицу 9. Матрица опирается на гидропневматическую подушку, которая применена для обеспечения постоянного усилия прессования. Прессование порошка в матрице происходит при движении ползуна 5 вниз; при этом усилие F5 прессования изменияется согласно графику ( F5, S5 ) на рис. 121. Перемещение послуна 5 вверх присходит с меньшей средней слоростью ( Kv<1 ). В это время спрессованое изделие удаляется из матрицы 9 выталкивателем 12, кинематически связанным с толкателем 8 кулачкового механизма, кулачек 7, который установлен на распределенном валу. Затем изделие сталкивается на ленточный транспортер. Одновременно новая порция порошка поступает из бункера в шибер и т.д.

Кулачковый механизм выатлкевателя обеспечивает заданный на рис. 121в закон движения ( 8,7 ) толкателя 8. Допустимый угол давления [ =35].














Лист1


Проектирование основного механизма и определение закона его движения.


Содержание

  1. Определение основных размеров звеньев по заданным условиям.

  2. Вычисление значений скоростей и передаточных функций

  3. Построение графиков приведенных моментов

  4. Графики работ движущих сил и сил сопротивления

  5. График переменных приведенных моментов инерции JIIпр звеньев 2ой группы

  6. График суммарной работы и кинетической энергия всех звеньев механизма

  7. Построение приближенного графика TI (1*).

  8. Определение необходимого момента инерции маховых масс.


  1. Определение момента инерции дополнительной маховой массы (маховика).

  2. Габаритные размеры и масса маховика.

  3. Закон движения механизма.
























1.Определение основных размеров звеньев по заданным условиям.


Для определения размеров основного механизма нам даны сдующие данные:


Длина стойки L6

м

0.3

Коэффициент изменения средней скорости ползуна 5

-

0.62

Ход ползуна 5

м

0.06


Так как нам дан коэффициент изменения средней скорости ползуна 5, то можно определить угол перекрытия .



Из тругольника CDE на рисунке 121а находим CE.


Затем находим AC



Так как механизм рассматривается в одном из крайних положений, то звено 3 расположено касательно к траектории конца входного звена 1, то есть угол между звеном 1 и 3 составляет 90.


Из тр-ка AB"C находим длину входного звена ( AB"=L1 ):









2. Вычисление значений скоростей и передаточных функций.


Скорости звеньев расчитываются по формулам:







0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

VB1

м/c

0.25

0.25

0.25

0.25

0.25

0.25

0.25

0.25

0.25

0.25

0.25

0.25

0.25

VB3

м/c

0.25

0.15

0.04

0.08

0.18

0.23

0.25

0.23

0.18

0.08

0.04

0.15

0.25

VD4

м/c

0.15

0.08

0.02

0.03

0.05

0.06

0.07

0.06

0.05

0.03

0.02

0.08

0.15

VD5

м/c

0.15

0.08

0.02

0.03

0.05

0.06

0.07

0.06

0.05

0.03

0.02

0.08

0.15

3

рад

1.759

0.938

0.204

0.359

0.649

0.787

0.265

0.787

0.649

0.359

0.204

0.938

1.759

VS3

м/c

0.19

0.102

0.022

0.039

0.07

0.085

0.09

0.085

0.07

0.039

0.022

0.102

0.19

-

0.53

0.3

0.07

0.12

0.21

0.25

0.27

0.25

0.21

0.12

0.07

0.3

0.53

-

0.05

0.02

0.005

0.009

0.017

0.021

0.022

0.021

0.017

0.009

0.005

0.02

0.05

-

0.061

0.032

0.007

0.012

0.022

0.027

0.029

0.027

0.022

0.012

0.007

0.032

0.061




3. Построение графиков приведенных моментов.


Чтобы ускорить определение закона движения мкханизма, заменяем реальный механизм одномассовой динамической моделью и находим приложенный к ее звену суммарный приведенный момент.

Приведенный момент сил Мпр определяют из равенства:

или

,где

, в нашем случае cos(F5 , v5 )=1, так как угол между силой F5 и скорость пятого звена составляет 90 .





Строим график изменения силы F5 в масштабе f=4.64мм/H*103




0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

HF5

мм

0

18.53

65

65

18.53

9.95

0

0

0

0

0

0

0

F5

kH

0

3.8

14

14

3.8

0.21

0

0

0

0

0

0

0

MFiпр

kHм

0

0.06

0.07

0.126

0.068

0.044

0

0

0

0

0

0

0


Строим график изменения MFiпр() ( момента заменяющего силу сопротивления ) в масштабе М=1мм/Н и =38.2 мм/рад.

Приведенный момент движущих сил MMiпр()=const определяем из условия, что при установившемся движении | Aд |=| Ac | за цикл; | Ac | пропорциональна алгебраической сумме площадей fc мм2 под кривой MMiпр(). Тогда:


Приведенными моментами сил тяжести звеньев 3 и 5 пренебрегаем, так как они малы по сравнению с MFiпр.


4. Графики работ движущих сил и сил сопротивления .


Работа сил сопротивления за цикл равна:

Работа движущих сил за цикл равна:

Границы интегрирования изменяются в пределах от 0 до 360 .

График AFi()=AC() строим методом графического интегрирования графика MFiпр(), выбрав отрезок интегрирования K=50мм. Так как суммарная работа должна быть в пределах цикла равна 0, то график работы движущих сил AMi()=AД(), строищейся так же методом графического интегрирования графика MMiпр(), можно проверить соединив начало и конец графика AFi() затем отобразить получившийся отрезок относительно оси абсцисс. Если в следствие этих операций отрезок совпал с графиком AMi() , то построение графиков работ сделано правильно.

Масштаб графиков работ равен:

5. График переменных приведенных моментов инерции JIIпр звеньев 2ой группы.


Сумма приведенных моментов инерции звеньев, совершающих плоское, возвратно-поступательное движение, является велчиной переменной и для краткости обозначается JIIпр.

В данном случае во вторую группу входят звенья 3 и 5. 3-врашающаяся кулиса, 5-ползун. Их моменты инерций расчитываются в соответствие со следующими формулами:



Результаты заносим в таблицу:

Масштаб графиков приведенных моментов инерций выбирается в соответствие с расположением графиков на чертеже. В данном случае:

График кинетмческой энергии TII(1) ( приближенный ) II группы звеньев получим, выполнив перехрд от построенного графика JIIпр(1), пересчитав масштаб по формуле:


6. График суммарной работы и кинетической энергия всех звеньев механизма.


Поскольку - ось абсцисс A ,нужно перенести вниз на ординату соответствующую начальной кинетической энергии Тнач .










7. Построение приближенного графика TI (1*).


Согласно уравнению при построение кривой TI (1*) необходимо из ординат кривой T (1*) в каждом положении механизма вычесть отрезки, изображающие TII . Длины вычитаемых отрезков:

,

где yII i-ордината, взятая из графика TII(1), мм

T масштаб графика TII(1), мм/Дж

A масштаб графика T(1*), мм/Дж


Полученные значения преведенны в следующей таблице:


8. Определение необходимого момента инерции маховых масс.


Максимальное изменение кинетической энергии звеньев I группы за период цикла: