|
|
|
 |
Кинематический и силовой расчет механизма долбежного станка с качающейся кулисой |
|
 |
БОЛЬШАЯ ЛЕНИНГРАДСКАЯ БИБЛИОТЕКА - РЕФЕРАТЫ - Кинематический и силовой расчет механизма долбежного станка с качающейся кулисой
Кинематический и силовой расчет механизма долбежного станка с качающейся кулисой
МГТУ «МАМИ» КУРСОВОЙ ПРОЕКТ Кинематический и силовой расчет механизма долбежного станка с качающейся кулисой
Москва 2010 Содержание 1. Исходные данные 2. Структурный анализ механизма 3. Построение положений механизма 4. Построение планов скоростей 4.1 План скоростей для рабочего хода 4.2 План скоростей для холостого хода 4.3 План скоростей для верхнего крайнего положения 4.4 План скоростей для нижнего крайнего положения 5. Построение планов ускорений 5.1 План ускорений для рабочего хода 5.2 План ускорений для холостого хода 5.3 План ускорений для верхнего крайнего положения 5.4 План ускорений для нижнего крайнего положения 6. Кинетостатический расчет механизма 6.1 Определение сил инерции и сил тяжести звеньев 6.2 Определение реакций в кинематической паре 4-5 6.3 Определение реакций в кинематической паре 3-2 6.4 Определение уравновешивающей силы на кривошипе 1 7. Определение уравновешивающей силы с помощью рычага Жуковского Список использованной литературы 1. Исходные данные Механизм долбежного станка с качающейся кулисой. 2. Структурный анализ механизма Определим число степеней свободы механизма по формуле Чебышева:W= 3n - 2р1 -р2,где n - число подвижных звеньев механизма,р1 - число низших кинематических пар,р2 - число высших кинематических пар.Согласно структурной схеме механизма число подвижных звеньев n = 5.Составим таблицу кинематических пар, соединяющих звенья:|
| Обозначения кинематической пары | A | B | C | D | П1 | П2 | П3 | | Звенья, образующие кинематическую пару | 0,1 | 1,2 | 3,4 | 3,0 | 2,3 | 4,0 | 5,0 | | Наименование пары | вращательные | поступа- тельные | | |
Количество низших кинематических пар:?p1=7Количество высших кинематических пар:?p2=0W= 3 5 - 2 7 = 1Механизм имеет одну степень свободы, и значит, в нем должно быть одно начальное звено. За начальное звено принимаем кривошип 1, движение которого задано, на котором требуется определить уравновешивающую силу.Тогда последовательность образования механизма по Ассуру будет следующей:Начальное звено 1, стойка 0.Возможными поводками для присоединения групп Ассура к начальному звену и стойке являются звенья: 2, 3, 5. Из них звенья 2 и 3 образуют двухповодковую группу Ассура 3 вида (ВПВ). В этой группе внешние кинематические пары, которыми звенья группы присоединяются к начальному звену и стойке вращательные: (1 - 2) и (3 - 0), внутренняя кинематическая пара, которая соединяет между собой звенья 2 и 3 - поступательная (2 - 3). Присоединив 2ПГ Ассура 3 вида к начальному звену 1 и стойке 0, получим промежуточный механизм: 0, 1, 2, 3. По отношению к промежуточному механизму поводками будут звенья 5 и 4 (образующие кинематические пары со звеньями промежуточного механизма). Звенья 4 и 5 образуют двухповодковую группу Ассура 5 вида (ВПП). В ней внешние кинематические пары: вращательная (3 - 4) и поступательная (5 - 0), внутренняя кинематическая пара - поступательная (4 - 0). Таким образом, механизм долбежного станка образован последовательным присоединением к начальному звену 1 и стойке 0 двух двухповодковых групп Ассура - сначала 2ПГ 3 вида, а затем 2ПГ 5 вида.3. Построение положений механизмаДля построения кинематической схемы исследуемого механизма в различных положениях выбираем масштабный коэффициент длины , который определяется как:мl = l1 / AB = 0,14 / 28 = 0,005 м/ммКаждое положение механизма обозначено соответствующим индексом:I - соответствует левому крайнему положению ползуна 5, II - соответствует правому крайнему положению ползуна 5,III - соответствует рабочему ходу ползуна 5,IV - соответствует холостому ходу ползуна 5.Рабочему ходу ползуна соответствует угол поворота кривошипа цр.х. Холостому ходу - цх.х.При выборе расчётного рабочего положения используем диаграмму сил F=F(SЕ), построенную на ходе ползуна 5. В металлорежущих станках процесс резания происходит только на части рабочего хода, соответствующей длине обрабатываемой детали lЕ. Поэтому выбираем положение кривошипа на угле поворота цр.х, соответствующем рабочему ходу, когда ползун 5 (точка Е) находится внутри отрезка lЕ. При выборе положения механизма, соответствующего холостому ходу ползуна, берём любое положение кривошипа на угле его поворота цх.х.4. Построение планов скоростей4.1 План скоростей для рабочего ходаVB1 = VB2 = щ1 · l1 = · l1 = = 0,9 м/смv = VB1 / (pb1) = 0,9 / 90 = 0,01 ___ ___ ____VB3 = VB2 + VB3B2___ ___ ____VB3 = VD + VB3DVB3 = (pb3) · мv = 82 · 0,01 = 0,82 м/сVB3B2 = (b2b3) · мv = 36 · 0,01 = 0,36 м/с(c3d) = (b3d) · = 82 · = 113 ммVC3 = (c3d) · мv = 113 · 0,01 = 1,13 м/с__ __ ___VС3 = VE + VС3EVЕ = (pе) · мv = 112 · 0,01 = 1,12 м/сVС3E = (с3е) · мv = 16 · 0,01 = 0,16 м/сщ2 = щ3 = VB3 / lBD = 0,82 / 0,51 = 1,6 c-14.2 План скоростей для холостого хода___ ___ ____VB3 = VB2 + VB3B2___ ___ ____VB3 = VD + VB3DVB3 = (pb3) · мv = 82 · 0,01 = 0,82 м/сVB3B2 = (b2b3) · мv = 36 · 0,01 = 0,36 м/с(c3d) = (b3d) · = 82 · = 225,8 ммVC3 = (c3d) · мv = 225,8 · 0,01 = 2,26 м/с__ __ ___VС3 = VE + VС3EVЕ = (pе) · мv = 223 · 0,01 = 2,23 м/сVС3E = (с3е) · мv = 33 · 0,01 = 0,33 м/сщ2 = щ3 = VB3 / lBD = 0,82 / 0,26 = 3,15 c-14.3 План скоростей для левого крайнего положенияVB3 = (pb3) · мv = 0 · 0,01 = 0 м/сVB3B2 = VB1 = 0,9 м/сVC3 = 0; VE = 0щ2 = щ3 = 0; щ4 = 04.4 План скоростей для правого крайнего положенияVB3 = (pb3) · мv = 0 · 0,01 = 0 м/сVB3B2 = VB1 = 0,9 м/сVC3 = 0; VE = 0щ2 = щ3 = 0; щ4 = 05. Построение планов ускорений5.1 План ускорений для рабочего ходааВАф = 0, т.к. щ1 = const.аВ1 = аВ2 = аВАn = = щ12 · lBA = · lBA = · 0,14 = 5,52 м/с2ма = = = 0,1 __ __ ____ ____аВ3 = аВ2 + аВ3В2к + аВ3В2r__ __ ____ ____аВ3 = аD + аВ3Dn + аВ3Dt = = 0,2аВ3В2к = 2 · щ3 · VB3B2 = 2 · 1,6 · 0,36 = 1,16 м/с2КВ3В2 = = · 0,2 = 11,5 ммnB3D = = · 0,2 = 13,1 ммаВ3 = (рb3) · ма = 16,9 · 0,1 = 1,69 м/с2аВ3Dt = tB3D · ма = 10,7 · 0,1 = 1,07 м/с2аВ3В2r = rB3B2 · ма = 37,5 · 0,1 = 3,75 м/с2 ; (рс3) = = = 23,3 ммаС3 = (рс3) · ма = 23,3 · 0,1 = 2,33 м/с2__ __ ___ аЕ = аС3 + аС3EаС3E = с3е · ма = 15,7 · 0,1 = 1,57 м/с2аЕ = (ре) · ма = 17,2 · 0,1 = 1,72 м/с2е1 = 0е2 = е3 = = = 2,1 c-2е4 = 0е5 = 05.2 План ускорений для холостого ходааВ3В2к = 2 · щ3 · VB3B2 = 2 · 3,15 · 0,36 = 2,27 м/с2КВ3В2 = = · 0,2 = 22,9 ммnB3D = = · 0,2 = 26,3 ммаВ3 = (рb3) · ма = 52,2 · 0,1 = 5,22 м/с2аВ3Dt = tB3D · ма = 45,1 · 0,1 = 4,51 м/с2аВ3В2r = rB3B2 · ма = 76,8 · 0,1 = 7,68 м/с2 ; (рс3) = = = 143,8 ммаС3 = (рс3) · ма = 143,8 · 0,1 = 14,38 м/с2__ __ ___ аЕ = аС3 + аС3EаС3E = с3е · ма = 53,7 · 0,1 = 5,37 м/с2аЕ = (ре) · ма = 133,4 · 0,1 = 13,34 м/с2е1 = 0е2 = е3 = = = 17,3 c-2е4 = 0е5 = 05.3. План ускорений для левого крайнего положения.__ ____ ___аВ3 = аВ3Dt = аВАn аВ3 = 5,52 м/с2; (рс3) = = = 107,6 ммаС3 = (рс3) · ма = 107,6 · 0,1 = 10,76 м/с2 аС3E = с3е · ма = 38,6 · 0,1 = 3,86 м/с2аЕ = (ре) · ма = 100,4 · 0,1 = 10,04 м/с2е2 = е3 = = = 15,3 c-25.4 План ускорений для правого крайнего положенияаВ3 = аВ3Dt = аВАn аВ3 = 5,52 м/с2; (рс3) = = = 107,6 ммаС3 = (рс3) · ма = 107,6 · 0,1 = 10,76 м/с2аС3E = с3е · ма = 38,6 · 0,1 = 3,86 м/с2аЕ = (ре) · ма = 100,4 · 0,1 = 10,04 м/с2е2 = е3 = = = 15,3 c-26. Кинетостатический расчет механизма6.1 Определение сил инерции и сил тяжести звеньевСилы тяжести , приложены в центрах масс S3, S5 звеньев и направлены вертикально вниз. Рассчитаем модули этих сил:G3 = m3 · g = 22 · 9,8 = 216 HG5 = m5 · g = 26 · 9,8 = 255 HПри определении сил инерции и моментов сил инерции воспользуемся построенным планом ускорений для нахождения ускорений центров масс звеньев.; (рs3) = = = 11,5 ммаS3 = (рs3) · ма = 11,5 · 0,1 = 1,15 м/с2aS5 = aЕ = 1,72 м/с2Теперь рассчитаем модули сил инерции.Звено 3 совершает вращательное движение.FИ3 = m3 · aS3 = 22 · 1,15 = 25,3 HMИ3 = JS3 · е3 = 0,4 · 2,1 = 0,84 H · мЗвено 5 совершает поступательное движение.FИ5 = m5 · aS5 = 26 · 1,72 = 44,72 НСила инерции FИ3 приложена в центре масс S3 звена 3 и направлена противоположно ускорению аS3. Сила инерции FИ5 приложена в центре масс S5 звена 5 и направлена противоположно ускорению аS5. Момент сил инерции MИ3 по направлению противоположен угловому ускорению е3.6.2 Определение реакций в кинематической паре 4-5|
№ | Что определяется | Каким уравнением | Для какого звена | | 1. | | =0 | 4, 5 | | 2. | (или ) | =0 | 4 | | 3. | | | 5 | | 4. | (или ) | =0 | 4 (или 5) | | |
___ __ __ __ __ __ 1. мF = F / f = 1250 / 125 = 10 Н / мм F40 = f40 · мF = 129,5 · 10 = 1295 H F50 = f50 · мF = 25,5 · 10 = 255 H ___ __ __ __ 2. __ ___ ___ F43 = -F40 F43 = 1295 H 3. , откуда =0. __ __ 4.F45 = F43 F45 = 1295 H 6.3 Определение реакций в кинематической паре 3-2 |
№ | Что определяется | Каким уравнением | Для какого звена | | 1. | | | 2,3 | | 2. | | =0 | 3 | | 3. | | =0 | 2 | | 4. | | | 2 | | |
1. , = = = 477 Н 2. . F32 = f32 · мF = 75,8 · 10 = 758 H F23 = -F32; F23 = 758 H F30n = f30n · мF = 39,8 · 10 = 398 H F30 = f30 · мF = 61,9 · 10 = 619 H ___ __ __ 3. F21 = -F23 = 758 H 4. , откуда =0. 6.4 Определение уравновешивающей силы на кривошипе 1 |
№ | Что определяется | Каким уравнением | Для какого звена | | 1. | Fур | | 1 | | 2. | | | 1 | | |
1. , = = 703,9 Н 2. F10 = f10 · мF = 140,4 · 10 = 1404 H 7. Определение уравновешивающей силы с помощью рычага Жуковского План скоростей для рассматриваемого рабочего положения механизма поворачиваем на 90 в сторону, противоположную вращению кривошипа. Находим на плане скоростей точку s3, одноимённую точке S3 на механизме. ; (рs3) = = = 55,8 мм Все силы, действующие на звенья механизма, включая силы инерции и искомую уравновешивающую силу, переносим параллельно самим себе в одноимённые точки повёрнутого плана. Если на звено действует момент сил, то этот момент следует предварительно представить на звене механизма как пару сил, вычислив их величины: FM3 = = = 1,63 H Составим уравнение моментов всех сил относительно полюса повёрнутого плана скоростей: = = = 698,5 Н Полученную с помощью рычага Жуковского уравновешивающую силу сравниваем с силой, полученной в результате кинетостатического расчёта: ·100% = 0,7% < 5% Список использованной литературы Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. М., 1975г. Петрова Т.М., Дмитриева Л.Н. Методические указания по теории механизмов и машин «Кинематический и силовой расчет механизма», М., МАМИ, 1990г.
|
|
 |
НОВОСТИ |
 |
|
| Изменения |
|
| Прошла модернизация движка, изменение дизайна и переезд на новый более качественный сервер |
|
