Предисловие

В расчётно-графической работе проводится структурный, кинематический и силовой анализ кривошипно-ползунного механизма горизонтального поперечнопильного станка.

Поперечнопильный станок предназначен для поперечной распиловки брёвен на кряжи и чурки. Рабочий цикл не имеет холостого хода: прямой и обратный ходы ползуна (крейцкопфа) – рабочие. Полотно пилы укрепляется на крейцкопфе.

Сила полезных сопротивлений (сила сопротивления резанию) условно прикладывается к ползуну и направлена против его движения.

1. Исходные данные

Задание …, вариант …

Горизонтальный поперечнопильный станок

(схема механизма)

Рис. 1

Т а б л и ц а 1

П а р а м е т р ы	Д а н н ы е
Длина кривошипа ОА, мм	150
Длина шатуна АВ, мм	750
Расстояние ОS1, мм	125
Расстояние АS2 , мм	300
Частота вращения кривошип п, об/мин	250
Масса кривошипа т1, кг	10
Масса шатуна т2, кг	20
Масса пильной рамки т3, кг	35
Сила полезных сопротивлений Fп.с., кН	1,0
Момент инерции шатуна J2, кг· м2	1,5
Положение механизма для силового анализа	1

2. Структурный анализ

Структурный анализ включает определение количества структурных групп, их классификацию по Ассуру–Артоболевскому и определение степени подвижности механизма.

Исследуемый кривошипно-ползунный механизм состоит из группы шатун-ползун (звенья 2 и 3), представляющей собой группу Ассура 2-го класса, 2-го порядка, 2-го вида (по классификации Ассура–Артоболевского), и начального звена в виде кривошипа (звено 1) со стойкой (звено 0) (рис. 2).

Рис. 2

Исследуемый кривошипно-ползунный механизм является плоским, т.к. все звенья движутся в параллельных плоскостях. Степень подвижности плоских механизмов определяется по формуле Чебышева

W = 3n – 2р₅ – р₄,

где n – число подвижных звеньев; р₅ – число кинематических пар 5-го класса; р₄ – число кинематических пар 4-го класса.

Кривошипно-ползунный механизм (рис.1) имеет одно не­подвижное звено стойку 0; три подвижных звена: кривошип 1, ша­тун 2, ползун 3; четыре низшие кинематические пары: три вращатель­ные – кривошип 1 со стойкой 0, кривошип 1 с шатуном 2, шатун 2 с ползуном 3 и одну поступательную – ползун 3 с направляю­щими 0. Высшие пары в заданном механизме отсутствуют, т.е. р₄ = 0. Следовательно,

W = 3·3 – 2·4 – 0 = 1.

Р асчет степени подвижности для данного механизма явля­ется проверочным, так как количество законов движения (один) или количество начальных звеньев (одно – кривошип) известно из задания.

3. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ

   Кинематический анализ проводится для того, чтобы по заданному закону движения начального звена (частоте вращения кривошипа) определить положения звеньев, их перемещения, угловые скорости и ускорения, траектории движе­ния характерных точек механизма (центров шарниров А и В, центров масс S₁ и S₂), их скорости и ускорения.

Кинематический анализ проводится методом планов. На чертеже строятся планы положений механизма в течение периода и соот­ветствующие им планы скоростей и ускорений. Результаты полученных значений ускорений и перемещений ползуна проверяются на диаграммах, полученных соответственно методом графического дифференцирования (для ускорений) и интегрирования ( для перемещений) графика скоростей. Анализ ведется в направлении от начального звена к группе шатун-ползун. Результаты расчетов и построений представляются в виде диаграмм, таблиц, годографов.