МГТУ В«МАМІВ»
КУРСОВИЙ ПРОЕКТ
Кінематичний і силовий розрахунок механізму довбального верстата з кулісою, що коливається
Москва
2010
Зміст
1. Вихідні дані
2. Структурний аналіз механізму
3. Побудова положень механізму
4. Побудова планів швидкостей
4.1 План швидкостей для робочого ходу
4.2 План швидкостей для холостого ходу
4.3 План швидкостей для верхнього крайнього положення
4.4 План швидкостей для нижнього крайнього положення
5. Побудова планів прискорень
5.1 План прискорень для робочого ходу
5.2 План прискорень для холостого ходу
5.3 План прискорень для верхнього крайнього положення
5.4 План прискорень для нижнього крайнього положення
6. Кінетостатіческій розрахунок механізму
6.1 Визначення сил інерції і сил ваги ланок
6.2 Визначення реакцій в кінематичній парі 4-5
6.3 Визначення реакцій в кінематичній парі 3-2
6.4 Визначення врівноважує сили на кривошипі 1
7. Визначення врівноважує сили за допомогою важеля Жуковського
Список використаної літератури
1. Вихідні дані
Механізм довбального верстата з кулісою, що коливається.
2. Структурний аналіз механізму
Визначимо число ступенів свободи механізму по формулою Чебишева:
W = 3n - 2р 1 -р 2,
де n - число рухомих ланок механізму,
р 1 - число нижчих кінематичних пар,
р 2 - число вищих кінематичних пар.
Згідно структурній схемі механізму число рухомих ланок n = 5.
Складемо таблицю кінематичних пар, що з'єднують ланки:
Позначення
кінематичної пари
A
B
C
D
П 1
П 2
П 3
Ланки, утворюють кінематичну пару
0,1
1,2
3,4
3,0
2,3
4,0
5,0
Найменування пари
обертальні
надійшли-
тільні
Кількість нижчих кінематичних пар: p 1 = 7
Кількість вищих кінематичних пар: p 2 = 0
W = 3 Г— 5 - 2 Г— 7 = 1
Механізм має одну ступінь свободи, і значить, у ньому має бути одне початкова ланка. За початкову ланку приймаємо кривошип 1, рух якого задано, на якому потрібно визначити врівноважуючу силу.
Тоді послідовність утворення механізму по Ассура буде наступною: Початкова ланка 1, стійка 0.
Можливими повідцями для приєднання груп Ассура до початкового ланці і стійці є ланки: 2, 3, 5. З них ланки 2 і 3 утворюють двухповодковую групу Ассура 3 види (ВПВ). У цій групі зовнішні кінематичні пари, якими ланки групи приєднуються до початкової ланки і стійці обертальні: (1 - 2) та (3 - 0), внутрішня кінематична пара, яка з'єднує між собою ланки 2 і 3 - поступальна (2 - 3). Приєднавши 2ПГ Ассура 3 види до початкової ланки 1 і стійці 0, отримаємо проміжний механізм: 0, 1, 2, 3.
По відношенню до проміжного механізму повідцями будуть ланки 5 і 4 (створюючі кінематичні пари з ланками проміжного механізму). Ланки 4 і 5 утворюють двухповодковую групу Ассура 5 вигляду (ВПП). У ній зовнішні кінематичні пари: обертальна (3 - 4) і поступальна (5 - 0), внутрішня кінематична пара - поступальна (4 - 0).
Таким чином, механізм довбального верстата утворений послідовним приєднанням до початкової ланки 1 і стійці 0 двох двухповодкових груп Ассура - спочатку 2ПГ 3 види, а потім 2ПГ 5 вигляду.
3. Побудова положень механізму
Для побудови кінематичної схеми досліджуваного механізму в різних положеннях вибираємо масштабний коефіцієнт довжини, що визначається як:
Ој l = l 1 /AB = 0,14/28 = 0,005 м/мм
Кожне положення механізму позначене відповідним індексом:
I - відповідає лівому крайньому положенню повзуна 5,
II - відповідає правому крайнього положення повзуна 5,
III - відповідає робочому ходу повзуна 5,
IV - відповідає холостому ходу повзуна 5.
Робітникові ходу повзуна відповідає кут повороту кривошипа П† Р.Х . Холостому ходу - П† Х.Х .
При виборі розрахункового робочого положення використовуємо діаграму сил F = F (S Е ), побудовану на ході повзуна 5. У металорізальних верстатах процес різання відбувається тільки на частині робочого ходу, відповідній довжині оброблюваної деталі l Е . Тому вибираємо положення кривошипа на вугіллі повороту П† Р.Х , відповідному робочому ходу, коли повзун 5 (точка Е) знаходиться всередині відрізка l Е .
При виборі положення механізму, відповідного холостому ходу повзуна, беремо будь-яке положення кривошипа на вугіллі його повороту П† х.х.
4. Побудова планів швидкостей
4.1 План швидкостей для робочого ходу
V B1 = V B2 = П‰ 1 В· l 1 = В· L 1 == 0,9 м/с
Ој v = V B1 /(pb 1 ) = 0,9/90 = 0,01
__________
V B3 = V B2 + V B3B2
__________
V B3 = V D + V B3D
V B3 = (pb 3 ) В· Ој v = 82 В· 0,01 = 0,82 м/с
V B3B2 = (b 2 b 3 ) В· Ој v = 36 В· 0,01 = 0,36 м/с
(c 3 d) = (b 3 d) В· = 82 В· = 113 мм
V C3 = (c 3 d) В· Ој v = 113 В· 0,01 = 1,13 м/с
_______
V С3 = V E + V С3E
V Е = (pе) В· Ој v = 112 В· 0,01 = 1,12 м/с
V С3E = (з 3 е) В· Ој v = 16 В· 0,01 = 0,16 м/с
П‰ 2 = П‰ 3 = V B3 /l BD = 0,82/0,51 = 1,6 c -1
4.2 План швидкостей для холостого ходу
__________
V B3 = V B2 + V B3B2
__________
V B3 = V D + V B3D
V B3 = (pb 3 ) В· Ој v = 82 В· 0,01 = 0,82 м/с
V B3B2 = (b 2 b 3 ) В· Ој v = 36 В· 0,01 = 0,36 м/с
(c 3 d) = (b 3 d) В· = 82 В· = 225,8 мм
V C3 = (c 3 d) В· Ој v = 225,8 В· 0,01 = 2,26 м/с
_______
V С3 = V E + V С3E
V Е = (pе) В· Ој v = 223 В· 0,01 = 2,23 м/с
V С3E = (з 3 е) В· Ој v = 33 В· 0,01 = 0,33 м/с
П‰ 2 = П‰ 3 = V B3 /l BD = 0,82/0,26 = 3,15 c -1
4.3 План швидкостей для лівого крайнього положення
V B3 = (pb 3 ...
