Кинематический и силовой расчет механизма

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 С D Е П1 П2

Звенья, образующие кинематическую пару 0,1 1,2 3,0 4,5 3,4 2,3 5,0

Наименование пары вращательные поступа;

тельные

Количество низших кинематических пар: p1=7

Количество высших кинематических пар: p2=0

W= 3  5 2  7 = 1

Механизм 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 2 вида (ВВП). В ней внешние кинематические пары: вращательная (3 4) и поступательная (5 0), внутренняя кинематическая пара вращательная (45).

Таким образом, механизм долбежного станка образован последовательным присоединением к начальному звену 1 и стойке 0 двух двухповодковых групп Ассур — сначала 2ПГ 3 вида, а затем 2ПГ 2 вида.

3. Построение положений механизма.

Для построения кинематической схемы исследуемого механизма в различных положениях выбираем масштабный коэффициент длины, который определяется как:

μl = l1 / AB = 0,075 / 15 = 0,005 м/мм

Каждое положение механизма обозначено соответствующим индексом:

I соответствует верхнему крайнему положению ползуна 5,

II соответствует нижнему крайнему положению ползуна 5,

III соответствует рабочему ходу ползуна 5,

IV соответствует холостому ходу ползуна 5.

Рабочему ходу ползуна соответствует угол поворота кривошипа φр.х. Холостому ходу φх.х.

При выборе расчётного рабочего положения используем диаграмму сил F=F (SD), построенную на ходе ползуна 5. В металлорежущих станках процесс резания происходит только на части рабочего хода, соответствующей длине обрабатываемой детали lD. Поэтому выбираем положение кривошипа на угле поворота φр.х, соответствующем рабочему ходу, когда ползун 5 (точка D) находится внутри отрезка lD.

При выборе положения механизма, соответствующего холостому ходу ползуна, берём любое положение кривошипа на угле его поворота φх.х .

4. Построение планов скоростей.

4.1. План скоростей для рабочего хода.

VB1 = VB2 = ω1 l1 = l1 = = 0,6 м/с

μv = VB1 / (pb1) = 0,6 / 60 = 0,01

___ ___ ____

VB3 = VB2 + VB3B2

___ ___ ____

VB3 = VC + VB3C