Долбежный станок

Кинематический анализ и принцип работы долбежного станка, предназначенного для обработки отверстий, пазов для шпонок, канавок, наружных поверхностей методом строгания. Механизм осуществления процесса строгания и возвратно-поступательных движений резца.

Рубрика Производство и технологии
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 16.03.2011
Размер файла 24,2 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Долбежный станок предназначен для обработки отверстий, пазов для шпонок, канавок, наружный поверхностей методом строгания.

Для осуществления процесса строгания вращательное движение вала О1 преобразуется в возвратно-поступательное движение ползуна 5 с долбяком и прерывистое движение стола 7 с деталью.

Возвратно-поступательное движение резца осуществляется при помощи шестизвенного механизма, состоящего из кривошипа 1, кулисного камня 2, кулисы и шатуна 4 и ползуна 5.

При движении ползуна вниз долбяк снимает стружку, т.е. осуществляется рабочий ход: движение вверх представляет холостой ход. Поступательное движение стола 7 осуществляется при помощи кулачкового механизма.

Структурный анализ механизма

Структурная формула Чебышева

W=3n-2pнв

n=5 число подвижных звеньев

pн=7 число низших кинематических пар

pв=0 число высших кинематических пар

W=3*5-2*7-0=1

Построение планов механизма

Строим механизм для 12 положений при заданных длинах звеньев.

Начальное положение соответствует началу рабочего хода механизма, когда долбяк находится в крайнем верхнем положении. Выбираем масштабный коэффициент длин звеньев. Длина кривошипа l=0.2 м. Тогда

µ1=lAB/AB=0.2/45.0=0.0045 м/мм

Длины остальных отрезков на плане: АС=88 мм, СD=88 мм, DE=43 мм.

Построение планов скоростей

Планы скоростей строим для 12 положений механизма из одного полюса. Определяем скорость точки В кривошипа.

W1=W*Z1/Z2=28*14/31=12,6 с-1

VB1=W1*lAB=12,6*0.2=2,52 м/с

Принимаем масштаб µv=2,52/ 66=0,04 м/с*мм

Скорости других точек механизма определяем по формулам:

VB3=VB1+VB3B1

VB3=VC+VB3C

Входящие в уравнение скорости имеют направления

Вектор скорости VB3B1 направлен параллельно звену CD, вектор VB3C направлен перпендикулярно звену CD, а вектор VC равен нулю. По этим уравнениям построением находим скорость точки В3.

Длины отрезков CB замеряем с плана механизма и заносим в таблицу.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

СВ, мм

76,5

97,5

116

128

132

127,5

116

97,5

76

54,5

43,5

54

Скорость VED направлена перпендикулярно отрезку ED, а скорость VE направлена вертикально. По уравнению построением находим скорости. Строим планы скоростей для 12 положений механизма. С учетом масштаба плана скоростей определяем истинные значения скоростей и результаты заносим в таблицу.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

VB3B1

2,52

2,89

2,2

1,15

0

1,15

2,2

2,95

2,52

2,41

0

2,68

VB3

0

1,45

2,65

3,12

2,52

3,12

2,65

1,45

0

2,02

2,52

2,02

VD

0

1,73

1,87

2,12

2,07

2,12

1,87

1,73

0

3,24

2,52

3,25

VED

0

0,29

0,12

0,22

0,51

0,89

1,11

1,01

0

2,09

1,7

0,44

VE

0

1,43

1,91

2,14

2,15

2,10

2,0

1,45

0

3,32

6,38

3,42

Построение планов ускорений

долбежный станок резец строгание

Ускорение точки В кривошипа

ав=W12*lAB=282*0,2=156,8 м/с2

По заданию необходимо построить план ускорений для угла ц 600.

Выбираем масштаб

µа=156,8/392=0,4 м/с2мм.

Определяем ускорение точки В3 кулисы из системы уравнений

аВ3В1В3В1корB3B1ф

аВ3СВ3СnВ3Сф

аВ3В1кор=2*W3+VB3B1=2*VB3B1*VB3C/(B3C*м1)=17,0 м/с

На плане отрезок b1b3', изображающий ускорение, равен

B1b1'=aB3B2корa=17,0/0,4=42,5 мм аВ3Сn= VB3C2/(B3C*м1)=2,562/(133*0,04)=9,69 м/с2

На плане отрезок

рb3= аВ3Сna=9,69/0,4=24,2 мм

Направление кориолисова ускорения определяется поворотом вектора относительной скорости VB3B1 по угловой скорости на 900. ускорение аС равно нулю. Откладываем на плане полученные отрезки, проводим направления касательных ускорений и на пересечении получим точку В3. Ускорение изображается отрезком рb3 =38,1 мм.

Отрезок, изображающий ускорение точки D, определяем по теореме подобия

рD =рd3+CD/CB=38,1*100/133=28,5 мм.

Для определения ускорения точки Е записываем уравнение

aЕСEDn+aEDф

Определяем ускорение

аEDn=VED2/lED=0,152/0,25=0,05 м/с2.

На плане отрезок de'=aEDn/мa=0,05/0,4=0,1 мм. Проводим отрезок de' из точки е' проводим направление касательного ускорения до пересечения с вертикалью. Ускорение точки е представляется отрезком ре=20,5 мм. Истинные значения ускорений всех точек определяем с учетом масштаба.

Все полученные результаты заносим в таблицу.

аВ3В1кор

аВ3Сn

аВ3Сф

аВ3

aD

аEDn

aEDф

aB3B1ф

600

17,00

9,69

11,38

15,26

11,40

0,05

6,82

25,07

Построение кинематических диаграмм

Строим оси графиков. По оси времени берем отрезок В, изображающий период Т, равным 126 мм. Тогда

мС=Т/В=0,465/126=3,69*10-3 с/мм

Где Т=2р/W1=2р/13,5=0,465 c

График смещений берем с плана механизма. Масштаб принимаем равным мS=0,005 м/мм

Для графика скоростей масштаб берем равным

мV=0,056 м/с*мм

Скорости берем с плана скоростей.

Диаграмму ускорений строим методом графического дифференцирования. Для этого на будущем графике выбираем оси и полюсное расстояние Н=20 мм. Параллельно хордам графика скоростей из полюса проводим лучи до пересечения с осью ускорений. Отрезки 0-1, 1-2 и т.д. разбиваем пополам и из полученных точек восстанавливаем перпендикуляры. Из точки пересечения первого луча проводим горизонталь до пересечения с перпендикуляром, восстановленным из середины отрезка 0-1 и получаем точку графика ускорений. Аналогично строим остальные точки, соединяем их плавной кривой и получаем график ускорений. Определяем масштаб полученного графика

ма'= мV/H* мС=0,056/20*3,69*10-3=0,758 м/с2*мм

Силовой анализ механизма

Исходные данные: G1=400Н, G2=50H, G3=200H, G4=70H, G5=400H, F=1650H, JS3=1,0 кгм, JS4=0,3 кгм

Определяем силы инерции и моменты инерции по формулам

Ui=-mi*aS1, Mi=-Ji*еi

Значения ускорений центров масс и угловых ускорений берем из предыдущих построений с первого листа для первого из заданных положений механизма. Тогда

U1=0; U2=5,1*45, 56=232H; U3=22,4*2,28=51Н; U4=7,1*9,81=70,0H; U5=40,5*8,21=332H; M1=M4=M5=0; M3=J3*aB3Cф/lB3C=1,0*11,38/0,53=21,47Нм

M4=J4*aEDф/lED=0,3*6,82/0,4=5,1 Нм.

Определение Fур методом «жесткого рычага» Н.Е.Жуковского

Рассмотрим начальный механизм. Из расчетов к второму листу получим rW1=116,36 мм, rW2=257,6 мм. Определяем уравновешивающую силу, приложенную в полюсе зацепления 2-х колес.

Строим план скоростей, повернув его на 900 по часовой стрелке. В соответствующие точки прикладываем действующие силы. Моменты М3 и М4 заменяем парами сил

Т33/lCD=21,47/0,665=32,3H

T4=M4/lED=5,1/0,25=20,4H

Составляем уравнение суммы моментов сил относительно полюса

G2*h1-G3*h2-G4*Pve-G5Pve+U3*h3+U4Pve+(U5+F)*Pve+T3*Pvd-T4*ed-Fур*Pvn=0 плечи сил замеряем с плана скоростей

50*34-220*12,9-70*74,8-400*74,8+51*11+70,0+71,3+(332+1800)*74,6+32,3*48+20,4*6-Fур*134,6=0. Из этого уравнения Fур=982,6Н

Синтез зубчатого зацепления

Исходные данные: числа зубьев колес Z1 и Z2, модуль m

Z1=14, Z2=31, m=18 мм

Исходный контур инструмента - реечный по ГОСТ 13755-68

б=200, h*б=1, C*=0,25

1. Определяем X1min=(17-Z1)/17=(17-14)/17=0,17

2. Выбираем величину коэффициентов смещений X1 и X2 с учетом рекомендаций ГОСТ 16532-70 для силовых зубчатых передач. Необходимо, чтобы выполнялось условие X1> X1min. Так как 10<X1>30, то X1-X2=0,5

3. Определяем угол зацепления бw

invбw=invб+2X?*tg/Z?, где Х?= X1+X2, Z?=Z1+Z2=45

invбw=inv200+2*(0,5+0,5)*tg200/(15+30)=0,0310

По таблице инволют бw=25,30=25020'

4. Коэффициент воспринимаемого смещения

(Z1+Z2) cosб (14+31) cos200

Y= --------------- *( -------- - 1) = ------------------- * (---------- - 1) = 0,88

2 cosбW 2 cos25,300

5. Коэффициент уравнительного смещения

?y = X1+X2-y=0,5+0,5-0,88=0,12

5. Радиусы делительных окружностей

r1,2=m*Z1,2/2

r1=16*14/2=112 мм; r2=16*31/2=248 мм

6. Радиусы основных окружностей

rW1=r1,2*cosб/cosбW

rW1=112*cos200/cos25,300=116,36 мм

rW1=248*cos200/cos25,300=257,6 мм

7. Межосевое расстояние

аW=rW1+rW2=116,36+257,6=373,96 мм

8. Радиусы окружностей вершин

ra1,2=(Z1,2/2+h*б+X1,2-?y)*m

ra1=(14/2+1+0,5-0,12)*16=134 мм

ra1=(31/2+1+0,5-0,12)*16=270 мм

9. Радиусы окружностей впадин

rf1,2=(Z1,2/2-h*б+X1,2-c*)*m

rf1=(14/2-1+0,5-0,25)*16=100 мм

rf1=(31/2-1+0,5-0,25)*16=236 мм

10. Высота зуба

h=(2*h*б+c*-?y)*m=(2*1+0,25-0,12)*16=34,08 мм

11. Проверяем выполненный выше расчет по формулам:

аw=ra1+c*m+rf2=134+0,25*16+236=374 мм

аw=ra2+c*m+rf1=270+0,25*16+100=374 мм

12. Определяем толщину зубьев по дуге делительной окружности

S1,2=(р/2+2X1,2*tgб)*m=(р/2+2*0,5*tg200)*18=34,83 мм

13. Вычисляем толщину зубьев по окружности вершин

Sa1,2=(р/2+2X1,2*tgб-Z1,2*(inva1,2-invб)*ma1,2

где ma1,2=2ra1,2/Z1,2 - модуль по окружности вершин

ma1=2*134/14=19,14 мм; ma2=2*270/31=17,4 мм.

Углы ба1 и ба2 находим по их косинусам

ба1=arccos(rb1/ra1)= arccos(105,2/134)=38,270

ба1=arccos(rb2/ra2)= arccos(233,02/270)=30,340

Sa1=(р/2+2*0,5*tg200-14*(inv38,270-inv200))*19,14=7,84 мм

Sa1=(р/2+2*0,5*tg200-31*(inv30,340-inv200))*17,4=12 мм

16. Проверяем условие отсутствия заострения зубьев Sa1,2>0

Рекомендуется Sa1,2>0,25m>0,25*16>4 мм

Требуемое условие выполняется.

17. Вычисляем коэффициент торцевого перекрытия зубчатой передачи

Z1 Z2

еб=------- (tgбa1-tgбW) + ------ (tgбa2-tgбW)

2р 2р

15 30

еб= ------- (tg38,27-tg25,30) + -----(tg30,34-tg25,30)=1,26

2р 2р

Коэффициент торцового перекрытия должен быть еб>1,05 для точных передач и еб>1,2 для передач средней и пониженной точности.

Построение зуба колеса, нарезанного инструментальной рейкой

Образование профиля зуба по методу обкатывания в станочном зацеплении заготовки колеса с инструментальной рейкой происходит при перекатывании без скольжения начальной прямой производящего контура по делительной окружности колеса. Профиль при этом получается автоматически как огибающая последовательных положений профиля инструмента. Для построения профиля выполняем следующее

1. Из центра 01 проводим окружности радиусами r1, ra1, rb1, rf2.

2. От полюса (точка Р) в сторону от центра откладываем смещение инструмента X1*m=0,5*16=8 мм. С учетом выбранного масштаба это будет 8 мм. Через полученную точку проводим горизонтальную прямую, которая является начальной прямой рейки. От делительной прямой на расстоянии модуля сверху и снизу проводим линию притуплений, а на расстоянии 0,25m проводим прямые вершин и впадин рейки. Так как толщина зуба и ширина впадины равны половине шага (рm/2), то намечаем на делительной прямой точки, через которые под углом 200 к вертикали проводим отрезки, образующие боковые стороны профиля. Закругление прямолинейных участков выполняем радиусом с=0,38m мм.

3. Делим на равные отрезки Р-1, 1-2, 2-3 и т.п. и 1'-2', 2'-3' и т.п. делительную окружность и начальную прямую. На такие же отрезки делим линию L-L, которая является касательной к окружности и начальной прямой совпадут, а отрезок 1-1 будет расположен по радиусу, что соответствует повороту профиля рейки. Огибающая этих положений даст боковую поверхность профиля зуба. Вторую половину зуба строим симметрично.

4. Строим еще два зуба. Для этого определяем шаг по хорде:

Р1=m*Z1*sin(180/Z)=16*14*sin(180/14)=56,13 мм.

Профили строим по шаблону, снятому на кальку.

Построение зацепления двух колес

1. Проводим линию межосевого расстояния в масштабе М1:1. Проводим окружности r, ra1, rb, rf для шестерни и колеса. Профили зубьев шестерни переносим с предыдущих построений. Для построения зубьев колеса в начале строим эвольвенту переносим до точки контакта на линии зацепления. От построенного профиля откладываем толщину зуба по делительной окружности и строим профиль правой стороны зуба. Соседние зубья располагаем на располагаем на расстоянии шага по хорде

Р1=m*Z2*sin(180/Z)=16*31*sin(180/30)=53,51 мм.

2. Отмечаем активные части профилей зубьев. Для этого точки А и В активной части линии зацепления переносим по дугам окружностей радиусов О1А и О2В на профили сопряженных зубьев. Определяем коэффициент троцевого перекрытия из графического построения и сравниваем его с расчетным значением:

еб=АВ/рm*cos200=67,5/р*18*cos200=1,270

Погрешность полученного значения

б=(1,277-1,270)*100/1,277=0,55%

Литература

1. Структурный и кинематический анализ механизмов. В.А. Чуфистов, Л.С. Шувалова М., 2001

2. Силовой расчет рычажных механизмов. В.А. Чуфистов, Л.С. Шувалова М., 2003

3. Геометрический расчет прямозубой цилиндрической передачи. В.В. Никифоров, М., 1985

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Долбежный станок - для долбления пазов и внутренних канавок в отверстиях деталей, а также для строгания вертикально расположенных поверхностей. Проектирование и исследование механизмов привода и подачи станка. Синтез эвольвентного зубчатого зацепления.

    курсовая работа [549,6 K], добавлен 06.01.2009

  • Инструменты для ручного (шерхебель, рубанок, фуганок) и механического (электрические рубанки) строгания древесины, их наладка и описание приемов строгания. Устройство и подготовка фуговального станка к работе. Принцип работы на фуговальном станке.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 08.11.2012

  • Описание работы долбежного станка, предназначенного для нарезания цилиндрических зубчатых колес методом обкатки. Динамический синтез и анализ машины в установившемся режиме движения. Определение размеров и моментов инерции звеньев рычажного механизма.

    курсовая работа [1,8 M], добавлен 17.05.2012

  • Анализ механизма долбежного станка. Звенья закрепления и присоединения. Простые стационарные и подвижные механизмы. Подвижность кулисного механизма. Кинематический анализ рычажного механизма долбежного станка. Определение крайних положений механизма.

    курсовая работа [734,8 K], добавлен 02.01.2013

  • Устройство, принцип работы и назначение долбежного станка. Кинематический анализ и выбор электродвигателя. Определение точки приложения и направление уравновешивающей силы. Построение диаграммы изменения кинетической энергии и истинной скорости.

    контрольная работа [329,1 K], добавлен 07.09.2009

  • Порядок работы и назначение долбежного станка. Структурный и силовой анализ механизма поперечно-долбежного станка. Методика определения передаточного отношения планетарной ступени и подбор чисел зубьев колес. Синтез и анализ кулачкового механизма станка.

    курсовая работа [196,8 K], добавлен 01.09.2010

  • Описание детали-представителя "шток" и маршрут её обработки. Анализ конструкции устройств и механизмов станка. Особенности кинематической схемы и цепей станка. Расчет особо нагруженного зубчатого зацепления. Расчет детали методом конечных элементов.

    дипломная работа [2,3 M], добавлен 30.04.2015

  • Разработка чертежей рычажного механизма долбежного станка. Проектирование кулачкового механизма. Определение угловых скоростей и ускорений. Расчет сил инерции и сил тяжести. Построение кинематических диаграмм и определение масштабных коэффициентов.

    курсовая работа [157,7 K], добавлен 30.01.2016

  • Структурно-кинематический анализ горизонтально-фрезерного станка модели 6П80Г, выявление исполнительных движений и настройка необходимых параметров для обработки детали. Техническая характеристика и конструктивные особенности, основные узлы станка.

    курсовая работа [3,1 M], добавлен 09.11.2013

  • Особенности анализа и устройства механизма долбежного станка. Характеристика структурного, кинематического, динамического синтеза рычажного механизма. Силовой анализ механизма рычага. Описание системы управления механизмами по заданной тактограмме.

    курсовая работа [1,5 M], добавлен 13.10.2013

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.