Расчёт поперечно-строгального станка - реферат

Содержание

1. Структурный анализ

1.1.1. Начальные данные 1

1.1.2. Определение недостающих размеров 1

1.1.3. Структурный анализ механизма 1

1.2. Графический способ исследования механизма 2

1.3. Графоаналитический способ исследования механизма 4

1.4. Построение годографа центра масс кулисы 6

1.5. Построение аналога угловой скорости и аналога ускорения кулисы 7

1.6. Расчёт погрешности 7

1.7. Аналитический способ расчёта 7

2. Силовой расчёт механизма

2.1. Начальные данные 10

2.2. Определение сил инерции звеньев 10

2.3. Определение реакций в кинематических Расчёт поперечно-строгального станка - реферат парах 10

2.3.1. Структурная группа 10

2.3.2. Структурная группа 11

2.3.3. Силовой расчёт ведущего звена 11

2.4. Определение уравновешивающей силы с помощью рычага Жуковского 11

2.5. Определение мощности электро привода 12

3. Проектирование кулачкового механизма

3.1. Начальные данные 13

3.2. Построение графика движения 13

3.3. Определение малого радиуса кулачка 13

3.4. Построение профиля кулачка 13

3.5. Построение графиков углов передачи движения 14

4. Проектирование зубчатой передачи

4.1. Начальные данные 16

4.2. Расчёт редуктора 16

4.3. Построение картины зубчатого Расчёт поперечно-строгального станка - реферат зацепления 17

4.4. Зацепление с инструментальной рейкой без смещения 18

4.5. Зацепление с инструментальной рейкой со смещением 19

5. Расчёт маховика

5.1. Начальные данные 20

5.2. Построение графика приведённого момента сил полезного сопротивления 21

5.3. Построение графика работ 22

5.4. Построение графика конфигурации кинетической энергии машины 23

5.5. Построение графика конфигурации кинетической энергии звеньев машины 23

5.6. Определение момента инерции маховика 24

5.7. Конструирование маховика 24

5.8. Расчёт привода Расчёт поперечно-строгального станка - реферат 25

Перечень использованной литературы 26

1. Структурно-кинематический анализ.

1.1.1 Начальные данные.

Рис. 1 Кинематическая схема долбёжного станка.

Начальные данные: Lва=140 мм. Lcd=710 мм. Lac=430 мм. Lcs3=290 мм. h=315 мм. Lcs3=0.29 м.

1.1.2 Определение недостающих размеров.

Определим угол q - меж последними положениями кулисы. Для этого разглядим прямоугольный треугольник АВоС, где <АВоС=90°, т.к. в последних положениях кулиса Расчёт поперечно-строгального станка - реферат является касательной к окружности радиусом Lab с центром в точке А.

Sin (q/2)=Lab/Lac=140/430=0.3256

q/2=arcsin0.3256=19° q=19°х2=38°

Таким макаром, коэффициент скорости хода:

К=Vхх/Vрх= =1,5

1.1.3.Структурный анализ механизма.

Подвижность механизма: W=3n-2p5-p4=3*5-8*2-0=-1

Кинематическая пара Е’ введена для того, чтоб звено 5 не работало на извив Расчёт поперечно-строгального станка - реферат и не оказывает влияние на нрав движения механизма. Подвижность механизма без учёта Е’ W=3*5-2*7=1.

Разложим механизм на структурные группы

n=2 P5=3 W=3х2-2х3=0

Формула структурного строения механизма.

Механизм класса 2-го порядка

1.2 Графический способ исследования механизма.

1.2.1 Расчёт масштабов.

Масштаб длины ml= = =0.0025 м/мм.

Пересчитаем длины звеньев в согласовании с новым Расчёт поперечно-строгального станка - реферат масштабом

АВ= = =56 мм. СD= =284 мм. AC= =172 мм.

Cs3= =116 мм. h= =126 мм.

Для определения перемещения ведомого звена вычертим схему механизма в 12 положениях, образованных поворотом кривошипа на 30°. За изначальное положение избираем начало рабочего хода Во. Вычертим также дополнительное положение конец рабочего хода Во’- в положение 8’.

Таким макаром, первому положению соответствует j=0 и Расчёт поперечно-строгального станка - реферат S=0, второму положению j=30°, а S – это разница меж проекциями точки D на направление ЕЕ. Таким макаром, каждому положению кривошипа соответствует определённое перемещение и путь звена. На основании этого строим график пути – перемещения ведомого звена. Для построения избираем последующие масштабы:

Масштаб перемещения ms= = =0,005 м/мм.

Поочередно два раза графически дифференцируя приобретенный Расчёт поперечно-строгального станка - реферат график зависимости S=f(j) получим график аналога скорости и ускорения

=f(j) = f(j)

Возьмем базу дифференцирования графика H1=28мм.

Масштаб угла поворота mj= = =0,052 рад/мм.

Масштаб скорости mv= = =0,00343 м/смм.

База дифференцирования графика скорости 7,5 мм.

Масштаб ускорения mа= = = 0,0088.

Угловая скорость w= = =15,7 рад/с. (для ведущего Расчёт поперечно-строгального станка - реферат звена)

Для того чтоб из графиков аналога скорости и аналога ускорения ведомого звена получить настоящее значение скорости нужно взять высоту соответственного графика в мм помножить на соответственный масштаб и угловую скорость w ведущего звена.

Наибольший угол отличия кулисы:

L/L=sin a a=arcsin (56/172)=19°

Наибольшее перемещение рабочего звена:

S Расчёт поперечно-строгального станка - реферат=187*0.005=0.93 м.

Табл.1

Модули перемещения, скорости и ускорения выходного звена .

положения

Перемещения Скорость Ускорения
Мм. черт. М. Мм. черт М/с Мм. черт М/с2

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

0

12,5

36

70

117

141

169

184

177

134

70

16

0

0,0625

0,18

0,35

0,585

0,705

0,845

0,92

0,885

0,67

0,35

0,08

0

28

45

48,5

48

43

32

13

35,5

83

88

31

0

1,5

2,4

2,6

2,5

2,3

1,7

0,7

1,9

4,46

4,7

1,7

25

15

8

1,5

1

5

10

16,5

30

19

13

42

54

32,5

17,3

3,3

2,2

10,8

21,7

35,8

65

41

28,2

91

Пример расчёта скорости и ускорения для неких положений

Для 3 положения

V=Vмм*mv*w=45*0.00343*15.7=2.4 м/с.

a=aмм.*ma*w*w=8*0.0088*15.7*15.7=17.3 м/с2

1.3. Графоаналитический способ исследования механизма.

В графоаналитическом способе задачка о скоростях и ускорениях Расчёт поперечно-строгального станка - реферат решается построением планов скоростей и ускорений.

1.3.1. Построение плана скоростей.

Разглядим порядок построения плана скоростей для данного механизма.

Угловая скорость вращения кривошипа АВ:

wав=pi*n/30=5pi 1/c.

Скорость точки В1 – конца кривошипа:

Vb1=wав*Lав=0,7pi м/с.

Вектор Vв1 ориентирован перпендикулярно АВ в сторону вращение кривошипа Расчёт поперечно-строгального станка - реферат АВ.

Для построения планов скоростей избираем масштаб mv=0,05 м/смм.

Составляем векторные уравнения для определения скоростей соответствующих точек. Точка В3 охарактеризовывает положение кулисного камня и принадлежит кулисе CD. Движение точки В3 можно разглядеть как движение вкупе с концом кривошипа (точка В1) и движение относительно него, также как движение относительно Расчёт поперечно-строгального станка - реферат недвижной точки С. На основании этого составим векторные уравнения:

Vb3=Vb1+Vb3b1,

Vb3=Vc+Vb3c.

При всем этом нам понятно: у Vb1 – величина и направление, у Vb3b1 – направление (параллельно CD), у Vb3c – направление, а Vc=0.

Построив вектор Vb3, определяем скорости точек D1 (конца кулисы) и Расчёт поперечно-строгального станка - реферат S3 (цент тяжести кулисы) из пропорции. Направление движения всех этих трёх точек идиентично, а величину находим из пропорции:

= и =

Точка D3 принадлежит звену 5, как следует, её скорость по величине и направлению совпадает со скоростью ведомого звена. Находим её по последующему векторному уравнению:

Vd5Ех=Vd4+Vd5d4 , где Vd3 ориентирована Расчёт поперечно-строгального станка - реферат горизонтально, Vd3d1 ориентирована вертикально.

Для определения величины скорости из плана скоростей нужно длину отрезка характеризующего эту скорость (в мм.) помножить на масштаб mv.

1.3.2. Построение плана ускорений.

Разглядим порядок построения плана ускорений для данного механизма.

аВ1 = аВ1 = wАВ*L АВ = 3.5pi2 м/с2

аВ1 ориентировано параллельно АВ от конца кривошипа к Расчёт поперечно-строгального станка - реферат центру его вращения.

Для построения плана ускорений избираем масштаб:

mа=1 м/мм.с2

Составим векторные уравнения для определения ускорений соответствующих точек для диады

ab3=ac+anb3c+atb3c ,

ab3= anb1+аkb3b1+аrb3b1 ac=0

ab3c= V2b3c/Lb3c, ab3c параллельно Расчёт поперечно-строгального станка - реферат CD и ориентировано от D к C.

ab3c перпендикулярно CD.

аb3b1=2*wCD* Vb3b1 и ориентировано паралельно CD

wСD= Vb3c./Lb3c

Величину Аd4 определяем аналогично Vd4, составив векторные уравнения для диады

Ae=Aex+Aeex

Ae=Ad4+Aed4 Aeex=Ad4+Aed4

Величина ускорения находится из плана ускорений перемножением длины отрезка характеризующего Расчёт поперечно-строгального станка - реферат данное ускорение на mа.

Приведём пример определения скоростей и ускорений графоаналитическим способом для 4 положения механизма.

Определяем Vb3:

Vb3=Vb1+Vb3b1,

Vb3=Vc+Vb3c.

Для данного положения механизма Vb3b1 – ориентировано параллельно CD от D к C, а Vb3c перпендикулярно CD и ориентирована в сторону Расчёт поперечно-строгального станка - реферат вращения кулисы. Выполнив построение, получим длину отрезка, характеризующего величину Vb3 nb3=43 мм., а длина CB=263 мм. Длины отрезков nd1 и hc находим как:

nd1= * nb3=53 мм.

ns3= * nb3=37 мм.

Построим эти отрезки на плане скоростей в направлении, совпадающем с направлением Vb3.

Vd3=Vd1+Vd3d1 , где Vd3 ориентирована горизонтально, Vd Расчёт поперечно-строгального станка - реферат3d1 ориентирована вертикально.

Подсчитаем величины скоростей по формуле:

Vi=Ni*mv

nb3b1=12 мм. VB3B1=0.6 м/с.

nb3= 43 мм. VB3=2.14 м/с.

nd1=55 мм. Vd1=2.7 м/с.

nd3=54 мм. Vd3=2.67 м/с.

nd3d1= 4.4 мм. VD3D1=0.22 м/с.

Модули скоростей, вычисленные графоаналитически Табл2
№ положения Vb3b1 Vb3 Vs3 Vd Расчёт поперечно-строгального станка - реферат1 Vd3d1 Vd3
М/с
1 2,2 0 0 0 0 0
2 2,01 0,94 06 1,41 0,31 1,38
3 1,2 1,85 1,04 2,51 0,46 2,47
4 0,534 2,14 1,1 2,7 0,22 2,67
5 0,28 2,2 1,1 2,73 0,19 2,72
6 1,07 1,92 1,05 2,48 0,39 2,45
7 1,77 1,26 0,72 1,79 0,57 1,7
8 2,2 0,22 0,19 0,38 0,13 0,35
8’ 2,2 0 0 0 0 0
9 2,105 0,69 0,51 1,38 0,41 1,3
10 1,19 1,885 1,73 4,4 1,19 4,21
11 0,64 2,105 2,07 5,12 0,44 5,09
12 1,76 1,32 0,97 2,8 0,57 2,73

Построение плана ускорений.

Определяем Ad3

Ad3=Ab1+Ab3b1=Ab3b1

Ad3=Ac+Ab3c+Ab3c

Для данного положения Ab1 ориентировано параллельно АВ от В к Аb3b1=2wcd*Vb3b1=2*4*1.25=10 м/с2, где wcd=Vd4/Lcd=2.85/0.71=4 рад/с

Vb3b1=1,25 м/с скорость Расчёт поперечно-строгального станка - реферат камня относительно кулисы

Ab3c=Vb3c2/La3c=1.752/(212*0.005)=2.9 м/с2.

Anb1=w2*Lab=15.72*0.14=34.5 м/с2.

Ad4=Ab1*Lcd/Lb3c=12*284/210=16.2 м/с2.

1.4. Построение годографа центра масс кулисы.

Скорость центра масс кулисы определим из плана скоростей

Vц=Lpd4*mv*Lcs3/CD

Выберем масштаб скорости годографа mvц=0,05 м/с.мм.

Vц2=33*0,05*0,29/0,71=0,67 м/с Расчёт поперечно-строгального станка - реферат. Lvц2=0,67/0,05=13,4 мм.

Длины векторов годографа

Табл. 4

№ п.п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Lpd4 0 33 46 55 56,5 49 37 10 35 100 105 55
Lvc 0 13,4 18,8 22,5 22,6 20 15 4 14,3 40,8 43 22,5

1.5. Построение аналога угловой скорости и аналога углового ускорения кулисы.

Угловую скорость кулисы определяем из плана скоростей:

wк2=Lpd42*m/CD=33*0.05/0.71=2.3 рад/с

Выберем масштаб для аналога угловой скорости mw=0,1 рад/с.мм.

Аналог углового ускорения кулисы построим графическим дифференцированием графика Расчёт поперечно-строгального станка - реферат аналога угловой скорости.

База дифференцирования Hw=6 мм. таким макаром

me=mw/(mj*H)=0.1/(0.052*6)=0.32 рад/с2мм.

Для 8 положения e8=Le8*me=12*0.32=3.8 рад/с2.

1.6. Расчёт погрешности.

Вычислим среднюю погрешность при определении скорости рабочего органа способом планов скоростей и графическим способом

Еv3=(Vпс-Vг)/Vпс=45*0,05-2,4/(45*0,05)=5%

Еv5=(155*0.05-2.5)/55*0.05=9%

Ev10=(90*0,05-4,46)/(90*0,05)=1%

Есрv=(Ev3+Ev5+Ev10)/3=5%

Вычислим погрешность при определении ускорений Расчёт поперечно-строгального станка - реферат:

Еа=(Апс-Аг)/Апс

Еа1=(57-54)/57=5%

Еа3=(17-17,3)/17=1%

Еа10=(63-57)/63=9%

Есра=(Еа1+Еа3+Еа10)/3=5%

Таким макаром, погрешности находятся в допустимых границах.

1.7. Аналитический способ расчёта.

L1+L4=L3 (1)

В проекции на оси недвижной системы координат X Y:

L1cos(j1)=L3cos(j3)

L1sin(j1)+L4=L3sin(j3) (2)

XL1=L Расчёт поперечно-строгального станка - реферат1cos(j1)

YB1=L1sin(j1)+L4

Угол поворота кулисы ВС

j3=Arctg(L1sin(j1)+L4/(L1*cos(j1)) (3)

Положение камня кулиса 2

L3=L1 (4)

Координаты точки D:

Xd=Lcd*cos(j1) Yd=Lcdsin(j3) (5)

Угловая скорость кулисы

w3=L1cos(j1-j3)* w1/L3 (6)

Скорости точек звеньев:

Xb1=-L1w Расчёт поперечно-строгального станка - реферат1sin(j1) Yb1=L1*w1cos(j1) Vb1=L1*w1. (7)

Xd=-Lcdw3sin(j3) Yd=-Lcdw3cos(j3) (8)

Vb3b1=-L1w1sin(j1-j3) (9)

Xb3=-Lcb3w3sin(j3) Yb3=-Lcb3w3cos(j3) Vb3=Lcb3w3 (10)

Угловое ускорение кулисы

E3=Lb3cw21sin(j1-j3)/L1-2Vb3b2w3/L Расчёт поперечно-строгального станка - реферат3 (10)

Ускорение точек звена

Xb1=-L1w21cos(j1), Yb1= -L1w21sin(j1) Ab1=L1*w12. (11)

Xd=-Lcd*E3sin(j3)-Lcdw23cos(j3)

Yd=-Lcd*E3cos(j3)-Lcdw23sin(j3) (12)

Ad=

Разглядим пример

j1=109° j3=Arctg(L1sin(j1)+L4/(L1*cos(j1))=94°,6

L3=L1 =0,564 м.

w3=2,198cos(j Расчёт поперечно-строгального станка - реферат1-j3)/L3=3,775 1/с

Vb3b1=-2,198sin(j1-j3)=-0,545 м/с

Vd=Lcdw3=0.71w3=2.68 м/с

E3=-34,545sin(j1-j3)+2Vb3b2w3/L3=-7,9

Xd=-0,71*E3sin(j3)-Lcdw23cos(j3)=6,408 м2/с

Yd=0,71*E3cos(j3)-Lcdw23sin(j3)=-9,632 м2/с

Ad= =11,569 м2/с.

Аналогичным образом, пользуясь выражениями (8), (9), (11), (13), (14), (15), найдем значения скоростей и Расчёт поперечно-строгального станка - реферат ускорений для всех положений механизма. Результаты представлены в виде таблицы 5.

Табл.5

Ускорения и скорости, вычисленные аналитически .

№ пол. j1° j3° L3, м w3 1/с Vb1b3, м/с Vd, м/с Ес 1/с2 Ad, м/с2
1 199 109 0,407 0 -2,2 0 -84,88 60,26
2 169 106 0,477 2,15 -1,95 1,53 -46,5 33,22
3 139 101,4 0,532 3,27 -1,34 2,33 -23,07 18,07
4 109 94,6 0,564 3,77 -0,5 2,68 -7,9 11,57
5 79 87,3 0,568 3,82 0,32 2,72 4,5 10,8
6 49 80,2 0,543 3,46 1,14 2,46 18,47 15,63
7 19 74,4 0,494 2,52 1,81 1,8 39,09 28,12
8 -11 71,1 0,426 0,7 2,18 0,5 73,15 51,94
8’ -19 71 0,407 0 2,2 0 84,87 60,26
9 -41 72,6 0,354 -2,5 2,01 -1,77 117,7 83,70
10 -71 81,3 0,301 -6,4 1,02 -4,6 97,2 75,17
11 -101 95,2 0,294 -7,8 -0,61 -5,1 -62,8 57,68
12 -131 105,8 0,337 -3,5 -1,84 -2,53 -124,76 89,04

2. Силовой расчёт.

2.1. Начальные данные:

Усилие резани Рпс=130 кг.

Веса звеньев G1=10 кг G2=2 кг Расчёт поперечно-строгального станка - реферат. G3=16 кг. G4=2 кг. G5= 22 кг.

Угловая скорость кривошипа:

w1=15,7 рад /с.

Длины звеньев:

Lcd=0.71 м. Lас=0,43 м. Lab=0.14 м. Lcs3=0.29 м.

Для 3 положения механизма имеем:

As5=17 м/с.

As3=(Ab3/Lcb3)Lcs3=(12/214)*117=6.6 м/с2.

e3=(Ab3/(Lcb3*mv))=12/(214*0.0025)=22.4 рад/с2.

2.2. Определение сил инерции звеньев.

Из механики понятно Расчёт поперечно-строгального станка - реферат, что всякую систему сил можно привести к главному вектору сил:

Р=ma;

И главному моменту инерции:

Mи=-Ise

Действующих относительно точки приведения, за какую мы принимаем центр тяжести звеньев.

Определим Ри и Ми для всех звеньев механизма:

Ми5=0 т.к. w=0 Ри5=G5*A5/g=22*17/10=37.4 кг.

Ми4=0 т.к. J4=0 Ри4=G4*A Расчёт поперечно-строгального станка - реферат4/g=2*17/10=3.4 кг.

Ми3=J3*E3=0.04*22.4=0.896 рад/с2. Ри3=22,4*0,29*16/10=10 кг.

Ми2=0 т.к. J2=0 Ри2=w21Lab=15.72*0.14=34.5 кг.

Точкой приложения Ри3 служит точка S3. За точку приложения Ри5 условно принимаем середину меж опорами Е.

После определения сил инерции звеньев и точек их приложения проводим последующие расчёты для каждой Расчёт поперечно-строгального станка - реферат группы раздельно.

2.3. Определение реакций в кинематических парах.

2.3.1. Структурная группа

силовой расчёт начнём с более удалённого звена т.к. все силы действующие на него известны. Действие отброшенных звеньев и реакций опор заменяем силами R0-5 и R3-4. Определим их величины и направления. Масштаб построения выберем mp=1 кгс/мм.

Разглядим равновесие звена 5:

ΣРi Расчёт поперечно-строгального станка - реферат=0 G5 +Pи5 +Рпс + R0-5 + R4-5 =0

У реакции и сил, подчеркнутых одной чертой понятно направление, 2-мя чертами величина и направление. Реакция R0-5 – ориентирована вертикально; R3-4- горизонтально. Построением силового многоугольника определим их величины (действием сил трения пренебрегаем).

Дальше разглядим равновесие звена 4:

ΣРi=0 R5-4 + Ри4 +G4 +R3-4= 0

R4-5=-R5-4 Построением находим величину Расчёт поперечно-строгального станка - реферат и направление R3-4, которая приложена к шарниру. Для нахождения точки приложения R0-5 составим уравнения моментов всех сил, действующих на данную структурную группу относительно точки D.

ΣМd=0

РИ5*h1+R0-5h+Pпс(Pпс –0.01)=0

H=(37.4*18*0.0025+130(18*0.0025-0.01))/22=0.238 м.

2.3.2. Структурная группа

В точке D приложим силу P4-3=-P3-4 . Звенья 1 и 2 соединены вращательной Расчёт поперечно-строгального станка - реферат кинематической парой, означает, реакция P1-2 приложена в шарнире В. Звенья 3 и 2 образуют поступательную кинематическую пару, а потому что силой трения мы пренебрегаем, то реакция меж ними ориентирована перпендикулярна CD.

Разглядим равновесие кулисы (звена 3).

Составим уравнение моментов относительно точки С:

ΣМс=0 R4-3 h3 +PИ3 h3 +G3 h3 +Mи-P2-3h Расчёт поперечно-строгального станка - реферат=0

R2-3=(170*150+10*0.6+16*9+0.896)/113=227 кг.

Для определения реакции Rс-3 составим уравнение суммы всех сил действующих на звено 3. Точка приложения силы – шарнир С

ΣFi=0 R4-3 +RИ3 +G3 +R2-3 +Rс-3=0

Для определения её величины и направления строим силовой многоугольник

LRс-3=26 мм. RС-3= LR0-3 mR=26*2=52 кг.

Для определения реакции R1-2 действующей со стороны ведущего звена на кулисный камень разглядим Расчёт поперечно-строгального станка - реферат равновесие звена 2 (кулисного камня).

ΣFi=0 РИ2 +G3 +R3-2 +R1-2=0 R3-2 = -R2-3.

Для определения её величины и направления строим силовой многоугольник

LR1-2=119 мм. R1-2= LR0-3 mR=119*2=238 кг.

2.3.3. Силовой расчёт ведущего звена.

Ведущее звено представляет собой зубчатое колесо, выполненное с кривошипом, как одно целое. Ведущее звено будем считать статически и динамически уравновешенным, как Расчёт поперечно-строгального станка - реферат следует, Ри=0. Потому что оно крутится с неизменной угловой скоростью то Е=0 þ Ми=0, число зубьев z=100. Модуль зубьев шестерни ведущего звена m=14.

На ведущее звено действуют силы: G1 – сила тяжести =10 кг. R2-1=-R1-2=238 кг. RА-1 – сила, действующая со стороны стойки на ведущее звено. Для того чтоб Расчёт поперечно-строгального станка - реферат механизм совершал данное движение нужно к ведущему звену приложить уравновешивающую силу Рур. Точка её приложения – точка касания окружностей делительных окружностей зубчатых колёс ведущего звена и выходного колеса редуктора и составляет 20°(угол зацепления) к касательной, проведённой в этой точке.

Для нахождения Рур разглядим равновесие звена 1. Составим уравнение моментов относительно точки А.

ΣМа=0 R Расчёт поперечно-строгального станка - реферат2-1 h1’ +Pур h1 =0

h1=(mzcos20)/2=(14*10*cos20)/2=285.7 мм.

h1’=Lh1*ml=13.5*10=135 мм.

Рур=R2-1*h1’/h1=238*135/285.7=112

Для определения Ra-1 составим последующее уравнение

ΣF=0 R2-1 + RA-1+ G1+Pур=0

Точкой её приложения служит шарнир А. Для определения велечины и направления построим силовой многоугольник.

Lа-1=

2.4. Определение уравновешивающей силы при помощи рычага Жуковского Расчёт поперечно-строгального станка - реферат.

Повернём план скоростей на 90° по часовой стрелки для данного положения. Все наружные силы, включая силы инерции и веса звеньев, переносим параллельно для себя в надлежащие точки плана и добавляем Ми3. Скорость точки F – приложения силы равна:

Vf=mz*w1/2=14*100*0.001*15.7/2=11 м/с.

Данный план скоростей и сил можно рассматривать как жесткий рычаг Расчёт поперечно-строгального станка - реферат. Для определения Рyр составим уравнения моментов относительно точки Р, где плечом будет служить, длинна перпендикуляра, опущенного из полюса до полосы деяния силы

-(Рпс+Ри5+Ри4)*190-G4*19-Pи3*53-Ми3w3-G3*12-G2*69+Pур*11/0,025*cosa=0

Рур=((130+13,7+3,4)*190+2*19+10*53+0,896*15,7+16*12+2*69)/(440*cos20)=109 кг.

Найдём погрешность определения Рур разными методами.

Δ=(Рур ж-Рур пс)/Рур ж Расчёт поперечно-строгального станка - реферат=(112-109)/112=3%

2.5. Рассчитаем нужную мощность привода

М=РgV/m,

Где Р – уравновешивающая сила, V – скорость точки её приложения (11 м/с), m -- КПД привода

М=112*9.8*11/0.8=15 кВт.

3. Проектирование кулачкового механизма.

3.1. Начальные данные

Закон перемещения коромысла + - К

jу=113,6°=1,9827 рад.

jдс=14,2°=0,2478 рад.

jп=109°=1,9024 рад.

jбс=123,2°=2,15 рад.

Lкор=0,12 м.

βmax=25°=0,4363 рад.

γmin=60°

3.2. Построение графиков движения

Выразим перемещение в линейных единицах. Тогда линейное Расчёт поперечно-строгального станка - реферат перемещение конца коромысла

Smax=Lкорβmax=0.12*0.4363=0.05236 м.

Аналог ускорения в первой половине фазы удаления величина неизменная и положительная, а во 2-ой неизменная и отрицательная. Причём по модулю эти величины равны, тогда:

d2S/dj2=4Smax/j2у=4*0.05236/1.98272=0.053278 м.

Таким макаром, на фазе удаления аналог ускорения воспринимает значения Расчёт поперечно-строгального станка - реферат +-0,053278м.

На фазе удаления ускорение меняется аналогично

d2S/dj2=4Smax/j2п=4*0.05236/1.90242=0.0579 м.

Таким макаром, на фазе приближения аналог ускорения воспринимает значения +-0,0579м.

График аналога скорости на фазах удаления и приближения имеет вид равнобедренного треугольника, но с тем различием, что на фазе удаления dS/dj>0, а на фазе приближения – dS/dj<0.

Высоты Расчёт поперечно-строгального станка - реферат этих треугольников определим по формулам:

На фазе удаления dS/dj=2Smax/jy=2*0.05236/1.9827=0.0528 м.

На фазе приближения dS/dj= -2*Smin/jп= -2*0,05236/1,9024= -0,055 м.

График перемещения на фазе удаления имеет вид 2-ух сопряженных парабол, верхушка какой-то из них находится сначала координат, другой в точке с координатами (jу, Smax/2). Построение Расчёт поперечно-строгального станка - реферат ведут последующим образом. Из середины отрезка jу восстанавливают перпендикуляр и на нём откладывают отрезок Smax, потом делят этот отрезок на 12 частей. Отрезок, соответственный jу также делим на 12 частей. Потом из начала координат проводят лучи через точки 1-6, а из точки с координатами (jу, Smax) – лучи через точки 6-12. Каждый луч, пересекаясь Расчёт поперечно-строгального станка - реферат с одноимённой ординатой, проведённой через деления отрезка соответственного угла удаления jу, даёт точку, принадлежащую параболе. Дальше соединяем эти точки плавной кривой.

График перемещения на фазе приближения строится аналогично.

3.3. Определение малого радиуса кулачка.

Для определения малого радиуса кулачка Rmin строим совмещенный график. Для этого из произвольно взятой точки О’ радиусом Расчёт поперечно-строгального станка - реферат равным ВоО’=Lкор/ml проводим дугу. Соединяем произвольно взятую на этой дуге точку Во с точкой О’ прямой линией.

Дальше от точки Во по дуге радиуса R=BoO’ откладываем с графика перемещения надлежащие отрезки S=Lкор*β, где Lкор берётся в масштабе ms=ml. Приобретенные точки 0-25 представляют собой положение центра ролика Расчёт поперечно-строгального станка - реферат коромысла, надлежащие данным угла поворота кулачка.

Для определения центра О вращения кулачка на лучах О, 0’1,O’2,…,O’25 отложить отрезки dS/dj в масштабе mv=ms. При всем этом отрезки dS/djy откладываются по подходящим лучам от дуги радиуса ВоО’ в направлении О’, т.к. в эту сторону ориентирован dS/dj Расчёт поперечно-строгального станка - реферат. А отрезки dS/djп на фазе приближения откладываются от дуги радиуса ВоО’ в направлении обратном О’.

В итоге получаем точки Во, В1,…,В25. Через эти точки проведём прямые под углом γmin к подходящим лучам. Поле ограниченное этими прямыми может рассматриваться как область вероятных центров вращения кулачка, т.к. для Расчёт поперечно-строгального станка - реферат хоть какой точки этой области будет выполнятся условие, что во время работы кулачка угол передачи γ на всех фазах не будет меньше γmin. Расстояние ОBо даёт величину Rmin, в масштабе ms=ml, а расстояние ОО’ – межцентровое расстояние.

По данным совмещенного графика

Rmin=45*ms=45*0,000873=40 мм.

3.4. построение профиля кулачка.

3.4.1 построение теоретического профиля Расчёт поперечно-строгального станка - реферат кулачка.

Из случайной точки О проводим окружность радиуса ОО’. Масштаб построения профиля возьмем ml=0.000873 м/мм.

На этой окружности из произвольно взятой на ней точке Оо’ в сторону обратную вращению кулачка (-w) откладываем фазовые углы – получаем точки О’12, O’13 и O’25. Потом делим jу и jп на 12 частей, как Расчёт поперечно-строгального станка - реферат и на графике перемещения. Получаем точки Оо’,O’1,…,O’25. Из точки О радиусом Rmin проводим окружность, а из точки Оо’ радиусом равным длине коромысла АоОо’ проводим дугу, на которой откладываем дуговой путь согласно графику перемещения. Приобретенные точки дают положение коромысла при повороте кулачка на соответственный угол. Обозначим эти точки Расчёт поперечно-строгального станка - реферат как Ао,1,2,…,25. Из точки О как из центра, проводим окружности через эти точки. Из точек О1’,O2’,…,O25’ циркулем делаем зарубки на соответственных окружностях радиусом АоОо’. Приобретенные таким макаром точки принадлежат теоретическому профилю кулачка. Обозначим их А1, А2,…,А25. Соединив их плавной кривой, получим теоретический профиль кулачка.

5.4.2 Построение профиля практического профиля Расчёт поперечно-строгального станка - реферат кулачка.

Для уменьшения износа профиля кулачка и утрат на трение коромысло нужно снабдить роликом. Размер ролика выбирают из условия выполнения закона движения, чтоб не получить заострения практического профиля кулачка, т.е. rp<0,8рmin, и из условия конструктивности rp<0,4 Rmin, где Rmin – малый радиус профиля кулачка, р. – малый радиус кривизны Расчёт поперечно-строгального станка - реферат профиля кулачка на выпуклой части. Совсем радиус ролика берётся наименьший из 2-ух вычислений.

Потому что в этом случае pmin совпадает c Rmin, то совсем радиус ролика вычислим по формуле:

rp= 0,4 Rmin = 0.4*45 =18 мм.

для вычерчивания практического профиля необходимо провести ряд окружностей радиусом ролика с центрами на теоретическом профиле в Расчёт поперечно-строгального станка - реферат точках Ао,…,А25. Проведя дальше огибающую этих окружностей получим линию эквидистантную теоретическому профилю кулачка, т.е. отстоящую от него на равные расстояния – радиус ролика, который и будет являться практическим профилем кулачка.

3.5. Построение графика углов передачи движения.

График конфигурации угла передачи движения γ по углу поворота кулачка строим по данным приобретенным графическим методом Расчёт поперечно-строгального станка - реферат. Для этого точки Во,…,В25, приобретенные на совмещенном графике соединим с центром вращения кулачка О. Тогда острые углы, образованные этими прямыми с соответствующыми лучами, дают разыскиваемые углы γ.

Табл 7.

Углы передачи, измеренные графическим методом .

№ пол. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
γ° 75 70 65 63 62 62 64 72 80 87 92 97 79
№ пол. 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
γ° 79 75 72 70 68 65 62 68 74 81 89 97 100

Выберем последующие масштабы для построения графка mj=0.18271 рад/мм. mγ=1°/мм.

Как видно Расчёт поперечно-строгального станка - реферат из таблицы малый угол передачи больше мало допустимого, следователь заклинивания в механизме не произойдёт как на прямом ходе, так и при реверсе.

4. Проектирование зубчатой передачи.

4.1. Начальные данные для проектирования зубчатой передачи:

Модуль m=14 мм.

Zш=13

Zк=30

aинструмента=20°

С=0,25m=3,5 мм.

ha=1

число зубьев колёс редуктора

z3=106

z4=48

z5=18

z6=76

z7=25

z Расчёт поперечно-строгального станка - реферат8=100

n1=1400 об/мин

n8=150 об/мин

4.2. Расчёт редуктора.

Напишем уравнение передаточного дела редуктора:

U1-8 = I1-2*I3-H*I7-8 = n1/n8 =1400/150 = 9.33

I3-6=(w6-wH)/(w 3-wH)=Z4Z6/(Z3Z5)

I3-H=n3/nh=1-i36.

I3-6=I34*I56=(-1)Z4/Z3(-1)Z6/Z5=(Z4Z6)/(Z3Z5)

I3-H=1-(48*76)/106*18=1-304/159= -0.912

I7-8=(-1)Z8/Z Расчёт поперечно-строгального станка - реферат7=-N7/N8= -100/25= -4

N7=NH= -I7-8*N8=4*150=600 об/мин.

N=IN= -0.912*600= -547.17 об/мин.

N3=N2,

I1-2= (-1)Z2/Z1= -N1/N2= -2.5586.

Z2/Z1= 2.5586

Более близко этому значению соответствует Z2=74 и Z1=29.

Рассчитаем число оборотов сателлита по формуле Виллиса:

I5-6=(w5-wH)/(w6-wH)=Z6/Z5, т.к w6=0, то

1-w5/wH=Z6/Z5

N Расчёт поперечно-строгального станка - реферат5=N4=(1- Z6/Z5)NH=(1-76/18)*600= -1933.3 об/мин.

4.3. Построение картины зубчатого зацепления.

Применяем неравносмещенное зацепление. Из справочных таблиц имеем:

Iш-к= Zк/Zш= 30/13=2,3

Δy=0.18 X1=0.8 X2=0.471

XΣ=X1+X2=1.271

Y= XΣ –ΔY=1.091

Определим угол зацепления aw:

Inv aw=2*(X1+X2)/(Zш+Zк)*tga +inva=

2*1.271*tg20°/43+0.014904=0.036421.

Отсюда a w =26°34’45’’

Рассчитаем Расчёт поперечно-строгального станка - реферат размеры зубчатых колёс по последующим формулам:

Шаг зацепления: Рa=р*m=43,9мм.

Радиусы делительных окружностей:

R1=mZш/2=91 мм; R2=mZk/2=210 мм.

Радиусы главных окружностей

Rb1=R1cosa w =81.38; Rb2=R2cosa w =187.8

Толщина зуба по делительной окружности:

S1=Pa/2+2*X1*m*tga=30.15

S2= Pa/2+2*X2*m*tga=26.73

Радиусы окружностей впадин Расчёт поперечно-строгального станка - реферат:

Rf1=R1-m(ha+c-X1)=84.7

Rf2=R-m(ha+c-X2)=199.1

Межосевое расстояние

aw=m((Zш+Zk)/2+Y)=316.274

Радиусы исходных окружностей

Rw1=R1(1+2Y/(Zш+Zк))=95,6177

Rw1=R2(1+2Y/(Zш+Zк))=220,6563

Глубина захода зубьев:

Hd=(2ha-Δy)m=25.48

Высота зуба: h=hd+cm=28.98

Радиусы окружностей вершин:

Ra1=Rf1+h=113.68

Ra2=Rf2+h Расчёт поперечно-строгального станка - реферат=228.074

Для построения избираем масштаб ml=0,001 м/мм.

Построение картины зацепления начинаем с дуг исходных окружностей, касающихся в точки Р – полюсе зацепления. Через точку Р проводим прямую NN, образующую угол aw с общей касательной ТТ к исходным окружностям в точке Р. потом из центров О1 и О2 зубчатых колёс опускаем Расчёт поперечно-строгального станка - реферат на прямую NN перпендикуляры О1N1 и O2N2, являющиеся радиусами главных окружностей rb1 и rb2, и строим главные окружности. Строим эвольвенты, которые обрисовывает точка Р прямой NN при перекатывания её по главным окружностям, как для первого, так и для второго колеса. Проводим окружности впадин и вершин колёс Расчёт поперечно-строгального станка - реферат. Проводим делительную окружность первого колеса. От точки С скрещения этой окружности с соответственной эвольвентой откладываем по делительной окружности на право и на лево дуги СК и СЕ, равные шагу зацепления Рa в масштабе. Потом от точек Е, С и К откладываем на лево дуги ЕF, CD и KL Расчёт поперечно-строгального станка - реферат, равные толщине зуба S1. На втором колесе построения подобны.

Перебегаем к определению активной полосы зацепления. Теоретической линией зацепления является отрезок N1N2 прямой NN. Активной линией зацепления является отрезок В1В2 прямой NN, заключенный меж точками её скрещения с окружностями вершин колёс.

Определяем дугу зацепления. Для этого через Расчёт поперечно-строгального станка - реферат последние точки В1’ и B2’ рабочего участка профиля зуба первого колеса проводим нормали к этому профилю, другими словами касательные к основной окружности первого колеса. Дуга а1в1 исходной окружности, заключенная меж точками а1 и b1 скрещения этих нормали с исходной окружностью, является дугой зацепления первого колеса. Дугу зацепления а Расчёт поперечно-строгального станка - реферат2b2 для второго колеса находим аналогично. Подсчитаем длину дуг зацепления:

A1B1=В1В2/(сosaw)=48/(cos26°34’45’’)=54.3 мм.

Подсчитаем коэффициент перекрытия по формуле:

Ea=В1В2/(p*m*сosaw)=48/(14*p*cos26°34’45’’)=1.22

При всем этом отрезок В1В2 берём из чертежа.

Построим диаграммы для значений коэффициентов удельных скольжений V1 и V2. Для этого проводим Расчёт поперечно-строгального станка - реферат ось ОХ, параллельную полосы зацепления N1N2. Перпендикуляра N1O1 и N2O2 отсекают на ОХ отрезок g, равный теоретической полосы зацепления N1N2. На оси ОХ откладываем значения Х, а на прямых, паралельных N1O1, принятой за ось ординат, для соответственных значений Х откладываем значения V1 и V Расчёт поперечно-строгального станка - реферат2. Для выделения частей диаграмм, соответственных значения V1 и V2 рабочих участков профилей зубьев, восстанавливаем из точек В1 и В2 полосы зацепления перпендикуляры. Для большей наглядности строим радиальные диаграммы V1 и V2 конкретно на профилях зубьев соответственных колёс.

Значения коэффициентов V1 и V2 подсчитываем по формулам:

V Расчёт поперечно-строгального станка - реферат1=1-((g-x)Zш/(ZкХ))

V2=1-1/((g-x)Zш/(ZкХ))

Значения g и X берём с чертежа в масштабе. Подсчитав значения V1 и V2, результаты внесём в таблицу 6.

Табл 6.

Значения коэффициентов V1 и V2.

Х 0 Х1=42,75 Х2=66,5 Х3=91,75 Х4=117 д.=219
V1 -∞ -07087 0 0.399 0.622 1
V2 1 0.44 0 -0.664 -1.647 -∞

Для построения диаграмм назначим масштаб: mv=0,1 1/мм.

4.4. Построение картины станочного зацепления

4.4.1. Зацепление Расчёт поперечно-строгального станка - реферат с инструментальной рейкой без смещения.

Избираем начальный контур рейки по ГОСТ 16530-70. Дальше определяем все размеры зубчатого колеса по последующим формулам:

Шаг зацепления: Рa=р*m=43,9мм.

Радиус делительной окружности: R1=mZш/2=91 мм

Радиус основной окружности: Rb1=R1cosa =85,5 мм.

Толщина зуба по делительной окружности: S1=Pa/2=43,98/2=21,99

Радиус окружности Расчёт поперечно-строгального станка - реферат впадин: Rf1=R1-m(ha+c)=91-14(1+0,25)=73,5

Глубина захода зубьев: Hd=2ha*m=2*14*1=28

Высота зуба: h=hd+cm=28+0,25*14=31,5 мм.

Радиус окружности вершин: Ra1=Rf1+h=73,5+31,5=105

Построение инструментального зацепления начинаем с вычерчивания профиля инструментальной рейки. Для этого проводим среднюю линию рейки и от неё откладываем ввысь и вниз расстояния равные m Расчёт поперечно-строгального станка - реферат и 1.25m. Для построения картины зацепления избираем масштаб ml=0,001 м/мм.

На этих расстояниях вычерчиваем прямые параллельные средней полосы. Среднюю линию рейки разбиваем на ряд отрезков, равных половине шага, таким макаром, получаем точки, через которые проводят боковые грани зубьев рейки под углом 20° к вертикали. Для нахождения Со дуги закругления головки инструмента Расчёт поперечно-строгального станка - реферат исполняем сопряжения пересекающихся прямых радиусом р=0,38m. Таким макаром, получаем три зуба инструментальной рейки. При на резании колеса без смешения рейки делительная ровная рейки совпадает с её средней полосы и является касательной к делительной окружности колеса.

Через точку скрещения делительной прямой с профилем зуба рейки Ро проводим вертикаль Расчёт поперечно-строгального станка - реферат, на которой от точки Ро откладываем отрезок РоО1, равный радиусу делительной окружности нарезаемого колеса, т.е. получаем его центр О1 и из него потом проводим все окружности. Строим эвольвенту.

Для того чтоб выстроить переходную кривую, соединяющую эвольвентную часть профиля зуба с окружностью впадин, которая на станке появляется автоматом как итог Расчёт поперечно-строгального станка - реферат движения подачи скругленной части головки зуба инструментальной рейки относительно заготовки колеса, построим относительную линию движения точки Со.

Для этого сообщаем заготовки и рейки движение с угловой скоростьюw (угловая скорость колеса). Тогда колесо остановится, а делительная ровная рейки будет перекатывается без скольжения по делительной окружности колеса. Отложим Расчёт поперечно-строгального станка - реферат от точки Ро по делительной прямой рейки и делительной окружности колеса ряд равных отрезков. Точки 1, 2, 3, 4, 5, 6 на делительной прямой будут совпадать сточками 1’ 2’ 3’…6’ на делительной окружности. Центр закругления головки инструмента Со при таком перекатывании обрисует удлиненную эвольвенту. Строим её последующим образом: соединяем точку Со прямыми линиями с точками 1,2,…,5,6 и 1’’,2’’,…,6’’, лежащими на полосы проходящей Расчёт поперечно-строгального станка - реферат через О1 и параллельной делительной прямой, и потом – эти точки меж собой. В итоге получаем ряд треугольников: ΔСо11’’, ΔCо22’’,…,ΔСо66’’.

Для определения положения Сi нужно из центра i’ провести дугу радиусом Соi, а из центра О1 засечь эту дугу радиусом Соi’’. Таким макаром, получаем ряд точек Со, С Расчёт поперечно-строгального станка - реферат1,…,С6, соединив которые плавной кривой получим линию движения точки Со. Из точек этой линии движения провести дуги радиусом р=0,38m, то огибающая этого семейства дуг и будет профилем зуба.

В качестве дополнительных построений построим линию движения точки Ро – полюса зацепления, как эвольвенту описанную по делительной окружности колеса и отрезок Расчёт поперечно-строгального станка - реферат В1В2 – активную линию зацепления.

На построенной нами картины зацепления отлично видно явление подрезания ножки зуба.

4.4.2. Зацепление с инструментальной рейкой со смешением.

Для избежания явления подрезания ножки зуба используют отрицательное смещение рейки – смещение от центра колеса на величину Х1m.

шестерни рассчитанными нами ранее при построении картины зацепления колеса Расчёт поперечно-строгального станка - реферат с шестернёй. Величина произведения х1m даст нам величину смещения рейки.

Для построения избираем масштаб ml=0,001 м/мм.

Все построения исполняем аналогично пункт 4.1.1., с той только различием, что средняя линия рейки и её делительная ровная не совпадают.

5. Расчет маховика.

5.1. Начальные данные.

Мσ=const.

Ртс= 1275,3 Н.

G3=156.96 Н. G Расчёт поперечно-строгального станка - реферат5=215.82 Н.

wср =15,7 рад/с.

Js3=0.04 кг.м.с2.=0,3924 кг.м2.

Jпр ред.=0,29кг.м.с2=2,8449 кг.м2.

Jпр.к.с.=0,04 кг.м.с2=0,3924 кг.м2.

Lп=Lав=0,14 м.

Vп=Vв=2,2 м/с.

δ=1/15

Табл.8.

Начальные данные для 12-ти положений, приобретенные аналитическим способом кинематического исследования механизма.

№ пол. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
- 180 180 180 180 180 180 180 - - - - -
β3° - 106.7 101.5 94.6 87.3 80.3 74.4 71.2 222.6 261.3 275.2 285.8 -
Vs3 0 0.623 0.95 1.095 1.11 1.003 0.732 0.204 0.722 1.875 2.082 1.035 0
Vs5 0 1.462 2.28 2.671 2.719 2.422 1.726 0.472 1.687 4.485 5.076 2.438 0
w Расчёт поперечно-строгального станка - реферат3 0 2.149 3.276 3.775 3.829 3.46 2.524 0.703 2.49 6.465 7.179 3.569 0

В табл. 8 значения Vs3 и Vs5 выражены в м/с, значения w3 рад/с.

5.2. Построение графика приведённого момента сил полезного сопротивления.

По определению, приведённым моментом сил именуется момент, условно приложенный к ведущему звену, моментальная мощность которого в данном положении равна сумме моментальных мощностей этих сил в том же положении Расчёт поперечно-строгального станка - реферат машины. Запишем уравнение для определение приведённого момента сил сопротивления при пренебрежения силами трения:

Мсw1=Ртс.Vk.cosa+ΣGi.Vsi.cosβi, где

Мс – приведённый момент сил сопротивления

w1 – угловая скорость ведущего звена w1=wср

Ртс – сила технологического сопротивления, которая в этом случае действует лишь на 1 – 7 положение (рабочий ход).

Vк – скорость точки Расчёт поперечно-строгального станка - реферат приложения Ртс, Vk=Vs5 т.к. 5-е звено движется поступательно и скорости всех его точек равны.

a -- угол меж направлениями Ртс и Vk. a измеряется от Ртс к Vk против часовой стрелки.

Gi – вес i-того звена.

Vsi – скорость центра тяжести i-того звена.

Βi – угол меж направлениями Gi Расчёт поперечно-строгального станка - реферат и Vsi, измеряется аналогично a.

К – число подвижных звеньев.

Для нашего механизма окончательная формула для подсчёт Мс воспримет вид:

Мс=(Ртс.Vs5.cosa+G3.Vs3.cosβ3)/w1, т.к.

G2=G4=0 – слагаемые надлежащие 2 и 4 звену обращаются в 0.

Vs1=0 – слагаемое, надлежащие первому звену обращаются в 0 (у него положение центра масс совпадает Расчёт поперечно-строгального станка - реферат с положением центра вращения).

β5 воспринимает значение только 90° и 270°, потому cosβ5=0 – слагаемое, соответственное 5 звену обращается в 0.

Приведём пример расчета Мс для 5-того положения. Из табл.8 для 5-ого положения механизма имеем:

a=180°

β3=80°,2

Vs3=1,003 м/с.

Vs5=2.422 м/с

.

Мс=(1275,3*2,422*(-1)+156,96*1,003*0,169)/15,7=-164,944 Нм.

Для 8 – 12 положения (холостой ход) Ртс отсутствует и формула для нахождения Мс Расчёт поперечно-строгального станка - реферат воспримет вид:

Мс=G3*Vs3*cosβ3/w1

Приведём пример расчета Мс для 10-того положения. Из табл.8 для 10-го положения механизма имеем:

β3=275°,2

Vs3=2,082 м/с.

Мс=156,96*2,082*0,091/15,7=1,893 Нм.

Аналогично рассчитываем значение Мс для других положений механизма.

Для удобства последующих расчётов и построения графиков домножим все приобретенные значния Мс на –1. Приобретенные таким макаром значения Расчёт поперечно-строгального станка - реферат внесём в табл. 9.

Табл. 9.

Значения приведённого момента для 12-ти положений.

№ пол. 0 1 2 3 4 5 6
Мс, Нм 0 120,410 186,993 217,738 220,230 194,944 138,169
№ пол. 7 8 9 10 11 12
Мс, Нм. 37,663 5,307 2,838 -1,893 -2,819 0

Для построения графика применяем последующие масштабы:

mм=2 Нм/мм.

5.3. Построение графиков работ.

График зависимости работы сил сопротивления Ас от положения ведущего звена, т.е. Ас=f(j) строится оковём графического интегрирования Мс Расчёт поперечно-строгального станка - реферат=а(j).

Для этого поначалу избираем полюсное расстояние Н. Т.к. масштаб графиков работы mа=mмmjН, то избираем Н задавшись за ранее mа. Задавшись масштабом работы mа=10 дж/мм. вычисляем Н:

Н=mа/(mм*mj)=10/(2*0,026)=192 мм.

Дальше откладываем отрезок ОА=Н на графике зависимости Мс=f(j). Дальше делим отрезки деления Расчёт поперечно-строгального станка - реферат ось j напополам, восстанавливаем из их перпендикуляры до скрещения с кривой графика. Потом отмечаем надлежащие ординаты на оси Мс. Дальше проводим из точки А лучи через эти точки. Эти лучи являются параллельными хордами, стягивающими график работы сил сопротивления на соответственных отрезках. Таким макаром, получаем ряд точек, соединив которые плавной линией Расчёт поперечно-строгального станка - реферат построим график работы сил сопротивления Ас=f(j).

Беря во внимание, что Мδ – неизменная величина, работа движущих сил прямопропорциональна j. А потому что установившемся неравномерном движении машины должно соблюдаться условие, что за один цикл работа движущих сил равна работе сил сопротивления, то, потому, соединив прямой линией точку О начала Расчёт поперечно-строгального станка - реферат координат со значением Ас=f(j) в последнем 12 положении получим зависимость Аδ=f(j).

По приобретенному таким макаром графику работы движущих сил мы можем найти приведённый момент Мδ. Для этого из точки А проводим до скрещения с осью М луч параллельный графику Аδ=f(j). Проведя из Расчёт поперечно-строгального станка - реферат приобретенной ординаты луч параллельный оси j получим график зависимости

Мδ=f(j)=const.

При избранных нами масштабах mj=0,026 рад/мм. mа=10 дж/мм. и mм=1 Н/мм.

Получим соответственный ординате отрезок длиной ,,,,

5.4. Построение графика конфигурации кинетической энергии машинного агрегата.

Изменение кинетической энергии машины равно разности работ сил движущих и сил Расчёт поперечно-строгального станка - реферат сопротивления:

ΔТ=Аδ-Апс.

Обозначим ΔТ как Та.

Для построения графика зависимости Та=f(j) необходимо снять в каждом положении разницу меж значения Аδ и Ас.

Для всех графиков зависимости кинетической энергии от угла поворота ведущего звена назначают масштаб mт=2дж/мм. потому отрезок, характеризующий разницу Аδ и Расчёт поперечно-строгального станка - реферат Ас делим напополам, до того как перенести его на график зависимости Та=f(j). Для этого графика назначаем масштабы mj=0,026 и mт=2

5.5. Построение графика конфигурации кинетической энергии звеньев механизма.

Величину кинетической энергии звеньев механизма в каждом из 12 положений определяем по формуле:

Тзв=w2ср*Jп/2, где

Тзв – кинетическая энергия звеньев механизма

wср Расчёт поперечно-строгального станка - реферат – средняя угловая скорость ведущего звена

Jп – проведенный момент инерции звеньев

Для данного механизма wср=15,7 рад/с.

Приведённый момент инерции звеньев для каждого положения механизма вычисляем по формуле:

Jр=Jp.ред+Jп.к.с.+m5*L2п 2+m3*Lп2* 2+Js3 2, где

Jпр.ред – приведённый момент инерции редуктора

Jпк.с. – приведённый момент инерции Расчёт поперечно-строгального станка - реферат коробки скоростей

m5, m3 – масса 3 5 звена

Js3 – момент инерции третьего звена относительно центра тяжести

Lп – расстояние от точки приведения до центра вращения.

Lп=Lав.=0,14 м.

Vп – скорость точки приведения.

Vп=2,2 м/с

wп – угловая скорость звена приведения

wп=15,7 рад/с.

Vs5 и Vs3 – скорости центров масс 5 и 3 звеньев соответственно

w3 – угловая скорость вращения 3 звена.

Приведём пример расчета Расчёт поперечно-строгального станка - реферат Jп для 3-его положения:

Jр=2,8449+0,3924+22*(0,14*2.67)2/2,22+16*(0,14*1.095)2/2,22+0,3924*3.7752/15,72=3.4 кг*м2.

Аналогичным образом рассчитываем приведённый момент инерции для оставшихся положений.

Построение график конфигурации кинетической энергии звеньев механизма зависимо от угла поворота Тзв=f(j). Для этого подсчитаем Тзв по формуле:

Тзв=w2ср*Jп/2, для третьего положения имеем

Тзв=15,72*3,4/2=419,18 кг*м2.

Приобретенные таким макаром Расчёт поперечно-строгального станка - реферат данные внесём в таблицу

Табл. 10

Изменение приведённого момента инерции звеньев и кинетической энергии для 12-ти положений.

№ пол. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Vs3 0 0.623 0.95 1.095 1.11 1.003 0.732 0.204 0.722 1.875 2.082 1.035 0
Vs5 0 1.462 2.28 2.671 2.719 2.422 1.726 0.472 1.687 4.485 5.076 2.438 0
w3 0 2.149 3.276 3.775 3.829 3.46 2.524 0.703 2.49 6.465 7.179 3.569 0
Jp 3,23 3,28 3,35 3,40 3,40 3,37 3,30 3,24 3,30 3,71 3,82 3,37 3,23
Тзв 398,9 405,1 414,0 419,1 419,8 415,8 407,7 399,6 407,4 457,3 471,9 416,5 398,9

По данным таблицы строим график зависимости Тзв=f(j).

5.6. Определение момента инерции маховика

Момент инерции маховика определяем с помощью графика конфигурации кинетической энергии маховика, т.е. графика зависимости Тк=f Расчёт поперечно-строгального станка - реферат(j), где Тк – изменение кинетической энергии маховика.

Для построения графика зависимости Тк=f(j) мы для каждого положения машины из ординат графика зависимости Та=f(j) вычитаем ординату графика зависимости Тзв=f(j), построенных в масштабе mт=2 дж/мм.

Это основано на том, что Тк=Та Расчёт поперечно-строгального станка - реферат-Тзв.

Построенный таким макаром график зависимости Тк=f(j) будет иметь масштабы:

mj=0,026 рад/мм. mт= 2 дж/мм.

дальше проводим две горизонтальные прямые соприкасающиеся с кривой, графика зависимости Тк=f(j) в точках большего максимума В’ и меньшего минимума – D’, и отсекаем этими прямыми на оси ординат отрезок ВD Расчёт поперечно-строгального станка - реферат.

Проведя потом через точки В’ и D’ вертикальные прямые до скрещения с осью абсцисс, находим точки b и d, надлежащие углам jb и jd. Зная эти углы и используя данные графика зависимости Тзв=f(j), находим приведённые моменты инерции Jпb и Jпd, надлежащие wmax и wmin:

Jпb= 2*mт(ас)/w 2ср Расчёт поперечно-строгального станка - реферат=2*2*20,3/15,72=0,32 кгм2.

Jпd= 2*mт(ef)/w 2ср=2*2*181/15,72=2.9 кгм2.

Определяем момент инерции маховика по формуле, которая в нашем случае имеет вид:

Jм= mт(BD)/(δw 2ср)-(Jпb+Jпd)/2=165.9*2*15/15,72-(2.9+0.32)/2=17.1 кгм2.

6.7. Конструирование маховика

Выразим момент инерции и массу маховика зависимо от внешнего поперечника маховика:

Jм=Kj*p*D5.

mM= Km*p*D3, где

определенные значения Kj Расчёт поперечно-строгального станка - реферат и Kм вычисленные для каждого из видов конструкции маховиков. Т.е. зная величину Jм, конструкцию и материал маховика вычислим его массу mM и внешний поперечник D.

Для маховика выберем материал сероватый чугун марки СЧ12, имеющий плотность р=7540 кг/м3, т.к. величина на окружной скорости <25 м/с.

Конструкция Расчёт поперечно-строгального станка - реферат маховика – со спицами. Число спиц находится в зависимости от величины наружного поперечника D. Приняв D ~ 700 мм. назначим число спиц 4.

Для маховиков с 4 спицами Kj=0.0076, Km=0.0452.

Вычисляем величину D= = =0.785м.

Вычисляем массу маховика mM= Km*p*D3=0,0452*7540*0,7853=165 кг.

Рабочие размеры рассчитываем по формулам:

Посадочный поперечник маховика на вал:

d1=0.2*D=0.2*785=160 мм Расчёт поперечно-строгального станка - реферат.

Поперечник ступицы: d2=0.3D=235 мм.

Внутренний поперечник маховика: d3=0,8D=628 мм.

Ширена маховика: b=0.125D=98 мм.

Ширена ступецы: bст=1.05b=103 мм,

Сечение спиц эллиптическое с соотношением высот осей bcп/aсп=0,4. Спицы производятся коническими. Размеры bсп b асп уменьшаются на 20%.

Толщина спицы у ступицы b1=1,1b=43 мм.

Толщина спицы Расчёт поперечно-строгального станка - реферат у обода b2=0.352b=35 мм.

Ширена спицы у ступецы а1=1,1b=107.8 мм.

Ширена спицы у обода а2=0,88b=86.3 мм.

По данным размерам исполняем чертёж маховика в масштабе ¼.

5.8. Расчёт привода.

Из механики понятно что N=Mc*w, где

Мс – момент сил сопротивления, определяется из чертежа Мс=Lод*mм=46,7*2=93,4 нм.

w Расчёт поперечно-строгального станка - реферат -- угловая скорость ведущего звена w=15,7 рад/с.

Мс=93,4*15,7=1466,4 вт

Огромное расхождение с мощностью подсчитанной в п.2.5. вышло из-за того, что там была рассчитана моментальная мощность, а тут средняя за один оборот.

Перечень литературы:

1. А. С. Кореняко «Курсовое проектирование по теории машин и механизмов» -- Вища школа, Киев 1970г.

2. И Расчёт поперечно-строгального станка - реферат. И. Артобалевский «Теория машин и механизмов» – Наука, Москва 1980г.

3. Н. М. Постников «Теория машин и механизмов» (конспект лекций), ПГТУ Пермь 1994г.



raschyot-prirodnoj-vlazhnosti.html
raschyot-programmi-fronta-remonta-i-procent-neispravnih-edinic-tyagovogo-podvizhnogo-sostava.html
raschyot-proizvoditelnosti-ventilyatornoj-ustanovki-tipa-vod-referat.html