Содержание

Введение………………………………………………………………………………….2

Исходные данные, синтез и кинематика схемы кулисного механизма……………...3

Построение планов скоростей, ускорений и кинематических диаграмм движения ползуна……………………………………………………………………………………4

Синтез зубчатой передачи привода. Проектирование коробки скоростей………....10

Силовой расчет основного механизма…………………………………………………12

Подбор электродвигателя………………………………………………………………16

Расчёт маховика…………………………………………………………………………17

Заключение………………………………………………………………………………22

Список литературы……………………………………………………………………...23

Введение

Для обработки плоских поверхностей резанием в машиностроении широко применяются поперечно-строгальные станки с кулисными механизмами, позволяющими значительно сократить непроизводительное время обратного хода. Механизмы, применяемые в строгальных станках, могут быть однокулисными с постоянной и переменной длины качающей кулисой и с вращающейся кулисой. Однокулисный механизм сокращает время обратного хода в сравнении с временем рабочего хода в 1,5 – 2,4 раза.

В настоящем проекте принята схема станка с качающейся кулисой постоянной длины с приводом от асинхронного двигателя через 4 – х скоростную коробку скоростей.

Основные расчетные данные содержат: кинематическую схему, ход ползуна, среднюю скорость резания, коэффициент увеличения средней скорости обратного хода и другие данные, необходимые для синтеза основного механизма, для проектирования схемы коробки скоростей, выполнения силового расчета, подбора электродвигателя и расчета маховых масс.

Исходные данные:

Средняя скорость рабочего хода: V_{р ср}=18 м/мин;

Коэффициент обратного хода: k_ср=2,1;

Ход ползуна: Н_max=0,30 м, H_min=0,10 м;

Передаточное отношение кулисной пары: u_кул=3,5;

Массы звеньев: m₃=18 кг, m₅=30 кг;

Модули колес коробки скоростей: m_кор=3;

Модули колес кулисной пары: m_кул=4;

Примечание:

n_дв=1450 мин^-1; λ=e/L=0,5; l₄=0,35L; h=0,15L; δ=1/40.

1. 1 Синтез и кинематика схемы кулисного механизма.

По заданному ходу Н ползуна, параметру λ и коэффициенту скорости k_ср определяем длину кривошипа R, межцентровое расстояние e и длину L кулисы.

Из подобия треугольников:

; ; ;

м;

Находим угол φ₁:

; ; ;

Находим e и L кулисного механизма:

; ;

м; м;

Находим длины остальных звеньев:

; ;

м;

м; из конструктивных соображений принимаем

м;

По вычисленным e, L и R строим план механизма в 8 положениях с началом отсчета от крайнего положения.

Масштабный коэффициент для плана механизма K_L=0,002 м/мм.

План механизма приведен на листе 1.

1. 2 Построение планов скоростей, ускорений и

кинематических диаграмм движения ползуна

По технологическим соображениям расчет ведем в режиме: ход ползуна максимальный (), угловая скорость кривошипа-кулисной шестерни- минимальная ().

Время одного оборота кулисной шестерни – период Т движения:

;

с;

Частота вращения кривошипа:

мин^-1;

Угловая скорость кривошипа (кулисной шестерни):

;

с^-1;

с^-1;

Скорость и ускорение точки А кривошипа:

;

м/с;

;

м/с²;

Построение плана скоростей:

1) м/с; мм, тогда . Вектор скорости точки А направляем перпендикулярно звену ОА в направлении вращения звена.

2) Находим скорости точки В из векторного уравнения:

Скорость направляем по звену 3. Скорость направляем перпендикулярно звену 3 в направлении вращения звена. Соединяя точку пересечения направлений и с полюсом получаем скорость .

3) Находим скорости точки С:

Так как точки С и В принадлежат одному звену, то будет пропорциональна скорости →.

м/с

м/с

м/с

м/с

м/с

м/с

м/с

м/с

м/с

4) Находим скорости точки D:

Так как точка совершает плоско-параллельное движение, то решим графически систему уравнений:

проводим перпендикулярно звену 4. направлена по горизонтальной прямой. Соединяя точку пересечения направлений и с полюсом получаем скорость точки D.

5) Находим угловую скорость звена 3:

с^-1

с^-1

с^-1

с^-1

с^-1

с^-1

с^-1

с^-1

с^-1

Результаты заносим в таблицу 1:

Таблица 1

	, м/с	, м/с	, м/с	, м/с	, с-1
Положение 0	0,318	0	0	0	0
Положение 1		0,195	0,316	0,335	1,116
Положение 2		0,297	0,402	0,405	1,419
Положение 3		0,314	0,414	0,409	1,457
Положение 4		0,248	0,366	0,315	1,290
Положение 5		0,094	0,185	0,110	0,650
Положение 6		0	0	0	0
Положение 7		0,165	0,532	0,372	1,882
Положение 8		0,284	1,136	1,148	4,011

Построение плана ускорений:

1) ;м/с²; мм, тогда .

Ускорение точки А направлено вдоль звена ОА к центру вращения.

2) Находим ускорения точки В из векторного уравнения:

Определяем для всех положений:

м/с²

м/с²

м/с²

м/с²

м/с²

м/с²

м/с²

м/с²

м/с²

Откладываем из конца вектора . Для определения направления поворачиваем вектор относительной скорости на 90⁰ в направлении вращения .

Определяем для всех положений:

, , так как →

м/с²

м/с²

м/с²

м/с²

м/с²

м/с²

м/с²

м/с²

м/с²

Откладываем отрезок вдоль звена 3 к центру вращения О₁.

Проводим перпендикулярно к отрезку и перпендикулярно к отрезку . Соединяя точку пересечения с и полюс получаем ускорение точки В.

мм.

3) Находим ускорение точки С:

Так как точки С и В принадлежат одному звену, то будет пропорционально ускорению →.

мм

мм

мм

мм

мм

мм

мм

мм

мм

мм

Отрезки откладываем вдоль ускорения точки В.

мм

4) Находим ускорение точки D:

Так как звено 4 движется плоско-параллельно, то ускорение точки D найдем из системы уравнений:

Находим

м/с²

м/с²

м/с²

м/с²

м/с²

м/с²

м/с²

м/с²

м/с²

мм

Отрезки откладываем вдоль звена CD в соответствующем положении. Перпендикулярно им откладываем до пересечения с горизонтальной прямой (). Соединяя точки пересечения с и полюс находим ускорения точки D.

м/с²

Масштабные коэффициенты для планов скоростей и ускорений: , .

Масштабные коэффициенты для кинематических диаграмм: м/мм, , , рад/мм.

Результаты заносим в таблицу 2:

Таблица 2

	, м/с2	, м/с2	, м/с2	, м/с2
Положение 0	1,368	1,368	3,224	3,76
Положение 1		0,562	0,912	0,713
Положение 2		0,46	0,623	0,34
Положение 3		0,462	0,608	0,2
Положение 4		0,468	0,690	0,863
Положение 5		0,912	1,79	1,3
Положение 6		1,368	3,224	1,715
Положение 7		2,21	7,18	6,55
Положение 8		1,253	5,02	2,17

Планы скоростей и ускорений приведены на листе 1.