| Параметры | Обозн | Варианты | ||||||||||
| Число оборотов кривошипа rOA | n 1, об/мин | |||||||||||
| Ход долбяка | S , MM | |||||||||||
| Размеры звеньев, мм | Радиус кривошипа | rOA | ||||||||||
| Межосевое расстояние | YBO | |||||||||||
| Длина шатуна | lCD | |||||||||||
| Исходные данные для проектирования кулачкового механизма | Закон движения ведомого звена | S= =S (φ) | 
| 
|  
| 
| 
| |||||
| Длина коромысла | lEF,мм | |||||||||||
| Угол размаха | β, град | |||||||||||
| Наименьшее расстояние середины паза от центра колеса | r, мм | 1,45 rOA | 1,35 rOA | 1,25 rOA | 1,15 rOA | 1,30 rOA | 1,25 rOA | 1,4 rOA | 1,3 rOA | 1,2 rOA | 1,5 rOA |
Продолжение исходных данных к заданию №5
| Параметры | Обозн. | Варианты | ||||||||||
| Число зубьев редуктора | Z 3 | |||||||||||
| Z 4 | ||||||||||||
| Z 5 | ||||||||||||
| Z 6 | ||||||||||||
| Усилие резания, H | P | |||||||||||
| Веса звеньев, H | Долбяка | G 5 | ||||||||||
| Шатуна | G 4 | |||||||||||
| Кривошипа и кулисы | G 3 | |||||||||||
| Кривошипа и колеса | G 1 | |||||||||||
| Положение центра тяжести шатуна, мм | СS 4 | |||||||||||
| Моменты инерции звеньев, кгм2 | Шатуна | 
| 0,8 | 0,9 | 0,6 | 0,8 | 0,7 | 0,9 | 0,5 | 0,6 | 0,5 | 1.0 |
| Кривошипа и кулисы | 
| 0,25 | 0,30 | 0,35 | 0,45 | 0,5 | 0,35 | 0,55 | 0,6 | 0,7 | 0.8 | |
| Кривошипа и колеса Z =100 | 
| 0,25 | 0,26 | 0,31 | 0,28 | 0,32 | 0,35 | 0,27 | 0,24 | 0,3 | 0.32 | |
| Коэффициент неравномерности хода | δ | 1/10 | 1/25 | 1/15 | 1/12 | 1/18 | 1/24 | 1/26 | 1/16 | 1/14 | 1/30 |
| Продолжение исходных данных к заданию № 5 | ||||||||||||
| Параметры | Обозн. | Варианты | ||||||||||
| Исходные данные для проектирования зубчатой передачи | Модуль | m, мм | ||||||||||
| Число зубьев шестеренки | Z ш | |||||||||||
| Число зубьев колеса | Z к | |||||||||||
| Угол профиля рейки | α, град |
Задание №6
Тема проекта. Кинематическое и динамическое исследование механизма поперечно-строгального станка.
Описание работы станка
Кривошип 1 получает движение от электродвигателя через коробку скоростей и редуктор (см. схему к заданию №6). Дальнейшая передача движения резцу происходит через кулисный механизм /звенья 2, 3, 4 и 5/. На схеме пунктиром показаны предельные положения механизма.
Кулачок через промежуточные звенья 8, 9, 10 и 11 осуществляет поворот храпового колеса 12.
Подача изделия производится храповым механизмом в течение 80% обратного /холостого/ хода резца, чему соответствует φуд, причем подача начинается по прошествии 10% времени холостого хода с начала его. После подачи механизм останавливается в отведенном положении остальные 10% холостого хода /φд.с./.
Отвод собачки в исходное положение осуществляет за время половины рабочего хода резца φпр. Таким образом, угол ближнего стояния кулачкового механизма складывается из половины угла поворота кривошипа при рабочем ходе и 10% угла холостого хода.
Содержание и последовательность выполнения проекта
I. Кинематическое исследование механизма
1. Произвести структурный анализ стержневого механизма привода поперечно-строгального станка, состоящего из звеньев 1, 2, 3, 4 и 5.
2. По исходным данным определить ход S, угол качания кулисыи коэффициент скорости хода к.
3. Построить положения звеньев, соответствующие крайнему правому и левому положению резца. Одно из крайних положений, соответствующее началу рабочего хода, взять для дальнейших расчетов за начальное.
4. Построить схему механизма в 12 положениях и определить графически траекторию движения центра тяжести звена 3.
5. С помощью планов скоростей и ускорений определить в 12 положениях скорости и в 4 положениях ускорения всех характерных точек механизма, включая начало и конец рабочего хода.
6. Определить графическим способом в 12 положениях механизма перемещения, путь, скорость и ускорения рабочего звена 5 в функции угла поворота кривошипа. График перемещения и пути построить в одной системе координат. В пояснительной записке необходимо привести значения скоростей рабочего органа в 12 положениях, а ускорения в 4 положениях, включая начало и конец рабочего хода, определенных как графическим способом, так и из планов.
7. Построить графики изменения угловой скорости и ускорения звена 3 по углу поворота кривошипа.
8. Построить годограф скорости центра тяжести звена 3.
II. Профилирование кулачка
1. Построить в произвольном масштабе заданный закон изменения 
и методом графического интегрирования построить графики 
и 
.
2. Определить минимальный радиус кулачка
3. Построить теоретический и практический профиль кулачка, выбрав радиус ролика.
4. Построить график изменения угла передачи движения по углу поворота кулачка.
III. Проектирование зубчатой передачи
1. По заданному числу оборотов кривошипа и электродвигателя подобрать число зубьев сменных шестерен редуктора 
и 
коробки скоростей.
2. Рассчитать и построить зацепление корригированных цилиндрических зубчатых колес Z ши Z к. Применить неравносмещенное корригирование.
3. Построить рабочие участки профиля, дугу зацепления и определить коэффициент перекрытия аналитически и графо-аналитически. Рассчитать и построить эпюры относительных скольжений профилей.
4. Рассчитать и построить профиль зубьев малого колеса Z ш в зацеплении с инструментальной рейкой без смещения /сдвига/ и со смещением 
.
IV. Силовой расчет механизма
1. В одном из рабочих положений механизма построением планов сил определить реакции во всех кинематических парах, уравновешивающий момент или уравновешивающую силу на кривошипе. Вращение кривошипа считать равномерным.
2. Определить по рычагу Жуковского уравновешивающую силу на кривошипе. Расхождение в полученных результатах при определении уравновешивающей силы рычагом Жуковского и по плану сил не должно превышать 2-3%.
V. Расчет маховика
1. Определить приведенные к кривошипу момент от силы сопротивления /силы резания/ с учетом весов наиболее тяжелых звеньев. Построить график изменения приведенного момента по углу поворота кривошипа 
.
2. Методом графического интегрирования графика приведенного момента сил сопротивления построить график работы сил сопротивления.
3. Построить график работы движущих сил, считая момент движущих сил постоянным для данного периода установившегося движения.
4. Построить график избыточных работ /кинетической энергии/ по углу поворота кривошипа 
.
5. Определить приведенные к кривошипу моменты инерции для 12 положений механизма и построить график 
.
6. Построить диаграмму избыточных работ 
в функции приведенного момента инерции 
/диаграмма энергомасс/. С помощью этой диаграммы определить момент инерции маховика, который должен быть посажен на вал кривошипа для обеспечения заданной неравномерности 
хода машины.
7. Определить основные размеры маховика.
8. Определить истинный закон угловой скорости ведущего звена при постановке маховика и без него в функции от j.
9. Определить потребную мощность электродвигателя для привода машины, если коэффициент полезного действия принять 0,7-0,8.
К заданию № 6
Схема строгального станка
Исходные данные к заданию №6
| Параметры | Варианты | ||||||||||
| Число зубьев колес коробки скоростей | Z3 | ||||||||||
| Z4 | |||||||||||
| Z5 | |||||||||||
| Z6 | |||||||||||
| Число оборотов кривошипа | n, об/мин | ||||||||||
| Размеры стержневого механизма, мм | lAB | ||||||||||
| lCD | |||||||||||
| lAC | |||||||||||
| lCS | |||||||||||
| h | |||||||||||
| Основные данные для проектирования кулачкового механизма | Закон ускорения коромысла |  ksin 
|
kcos
| k
| 
|
трап
| ksin
|
kcos
| ksin
| k
|
|
| OO/, мм | |||||||||||
| β0 | |||||||||||
| Основные данные для проектирования зубчатой передачи | Модуль, мм | ||||||||||
| Zш | |||||||||||
| Zк | |||||||||||
| α, град /инструмента/ | |||||||||||
| С, мм | 0,25m | 0,25m | 0,25m | 0,25m | 0,25m | 0,25m | 0,25m | 0,25m | 0,25m | 0,25m |
Продолжение к заданию №6
| Параметры | Варианты | ||||||||||
| Усилие резания, H P | |||||||||||
| Веса звеньев, H | G1 | ||||||||||
| G2 | |||||||||||
| G3 | |||||||||||
| G4 | |||||||||||
| G5 | |||||||||||
| Моменты инерции звеньев, кгм2 | JS | 0,30 | 0,35 | 0,40 | 0,45 | 0,50 | 0,38 | 0,48 | 0,54 | 0,28 | 0,32 |
| Jпр.рвд | 2,7 | 2,8 | 2,9 | 3,0 | 3,2 | 2,6 | 2,75 | 2,85 | 3,0 | 2,5 | |
| Jпр.к.с | 0,25 | 0,3 | 0,4 | 0,35 | 0,45 | 0,5 | 0,55 | 0,4 | 0,3 | 0,06 | |
| Коэффициент неравномерности хода | δ | 1/10 | 1/12 | 1/15 | 1/10 | 1/12 | 1/15 | 1/10 | 1/12 | 1/15 | 1/18 |
Задание № 7
Тема. Кинематическое и динамическое исследование механизма сталкивателя
Содержание и последовательность выполнения проекта
I. Структурное и кинематическое исследование механизма
1. Произвести структурный анализ стержневого механизма привода сталкивателя, состоящего из звеньев 1, 2, 3, 4 и 5 (см. схему к заданию №7).
2. Построить положения звеньев механизма, соответствующие крайнему левому и правому положениям ползуна 5. Крайнее правое положение ползуна 5, соответствующее началу рабочего хода, взять для дальнейших расчетов (построений) за начальное.
3. Построить схему механизма в12 положениях и определить графически траекторию движения центра тяжести звена 4. Центры тяжести звеньев расположены по середине. Схема механизма должна занимать 1/5 листа формата А1.
4. Построением планов определить в 12 положениях механизма скорости и ускорения всех характерных точек механизма.
Вращение кривошипа считать равномерным.
5. Определить графическим способом в 12 положениях механизма перемещения, путь, скорость и ускорения рабочего звена 5 в функции угла поворота кривошипа. График перемещения и пути построить в одной системе координат. В пояснительной записке необходимо привести значения скоростей и ускорений, определенных как графическим способом, так и из планов.
6. Построить графики угловой скорости и ускорения звена 4 по углу поворота кривошипа.
7. Построить годографы скорости и ускорения центра тяжести звена 2.
II.Профилирование кулачка
1. Построить в произвольном масштабе заданный закон толкателя 
и графическим интегрированием построить графики 
и 
.
2. Определить минимальный радиус дискового кулачка. Минимальный угол передачи движения взять в пределах 50○ - 60○.
3. Построить практический и теоретический профиль кулачка, выбрав радиус ролика.
4. Построить график изменения угла передачи движения по углу поворота кулачка.
III. Проектирование зубчатой передачи
1. По заданному числу оборотов кривошипа и числам зубьев зубчатых колес редуктора определить потребное число оборотов электродвигателя.
2. Рассчитать и построить зацепление корригированных цилиндрических колес Z 5и Z 6 редуктора. Применить неравносмещенное зацепление.
3. Построить рабочие участки профилей, дугу зацепления и определить коэффициент перекрытия аналитически и графо-аналитически. Рассчитать и построить эпюры относительных скольжений профилей.
4. Построить профиль зубьев малого колеса Z 5 в зацеплении с инструментальной рейкой без смещения /сдвига/ и со смещением 
.
IV. Силовой расчет механизма
1. В одном из рабочих положений механизма построением планов сил определить силы реакций во всех кинематических парах и уравновешивающий момент или уравновешивающую силу на кривошипе.
2. Определить по рычагу Жуковского уравновешивающий момент или уравновешивающую силу на кривошипе. Расхождение в полученных результатах при определении уравновешивающего момента или уравновешивающей силы и рычагом Жуковского не должно превышать
2-3%.
3. Определить потребную мощность электродвигателя для привода машины, если коэффициент полезного действия принять 0,5-0,6.
V. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОМЕНТА инерции маховика и его размеров
1. Подсчитать приведенный момент от силы сопротивления для 12 положений механизма. Построить график изменения приведенного момента по углу поворота кривошипа.
2. По графику приведенного момента построить графическим интегрированием графики работы сил сопротивлений и работы движущих сил, считая момент движущих сил на главном валу машины постоянным для одного периода установившегося движения.
3. Построить диаграмму приращений кинетической энергии (избыточных работ) по углу поворота кривошипа.
4. Определить для 12 положений приведенный момент инерции механизма и построить график изменения кинетической энергии звеньев по углу поворота кривошипа.
5. Построить график избыточных работ в функции приведенного момента инерции звеньев механизма (диаграмма энергомасс).
С помощью этой диаграммы определить момент инерции маховика, который должен быть посажен на вал кривошипа для обеспечения заданной неравномерности хода машины δ.
6. Определить основные размеры маховика и произвести проверку допустимой скорости на ободе.
К заданию №7
Схема механизма и диаграмма действующих сил