| Параметры | Обозн. | Варианты | ||||||||||
| Основные данные для проектирования зубчатой передачи | Число зубьев колес | Z 1 | ||||||||||
| Z 2 | ||||||||||||
| Z' 2 | ||||||||||||
| Z 3 | ||||||||||||
| Z 4 | ||||||||||||
| Z' 4 | ||||||||||||
| Z 5 | ||||||||||||
| Z 6 | ||||||||||||
| Z ш | ||||||||||||
| модуль | m, мм | |||||||||||
| Угол исходного контура рейки | α0, град | |||||||||||
| Радиальный зазор | С * | 0,25 | 0,25 | 0,25 | 0,25 | 0,25 | 0,25 | 0,25 | 0,25 | 0,25 | 0,25 | |
| Усилие резания /max/ | P, H | |||||||||||
| Веса звеньев, H | G 1 | |||||||||||
| G 3 | ||||||||||||
| G 4 | ||||||||||||
| Моменты инерции звеньев, кгм2 | 
| 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,2 | 0,2 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,2 | |
| 0,05 | 0,03 | 0,04 | 0,05 | 0,03 | 0,02 | 0,03 | 0,02 | 0,04 | 0,03 | ||
| Число оборотов двигателя | n, об/мин | |||||||||||
| Число оборотов кривошипа, об/мин | n 1, об/мин |
Задание №4
Тема проекта. Кинематическое и динамическое исследование механизма долбежного станка с качающейся кулисой.
Общие указания
Ползун 5, на котором закреплен резец, имеет возвратно-поступательное движение (см. схему к заданию №4). При движении ползуна вниз резцом снимается стружка /рабочий ход/. Ползун получает движение от электродвигателя через зубчатый редуктор, включающий в себя коробку скоростей.
Укрепленный на одном валу с колесом Z 10 и кривошипом 1, цилиндрический кулачок периодически поворачивает храповое колесо, приводящее в движение ходовой винт подачи, /на чертеже не указан/.
Механизм подачи работает в течение 70% времени обратного /холостого/ хода ползуна, чему соответствует φуд кулачка, оставаясь неподвижным в течение 15% времени холостого хода в начале его /φб.с./ и 15% времени в конце холостого хода /φд.с./. Отвод собачки храпового механизма в исходное положение осуществляется за время всего рабочего хода ползуна /φпр/.
Содержание и последовательность выполнения проекта
I. Кинематическое исследование механизма
1. Произвести структурный анализ стержневого механизма привода ползуна, состоящего из звеньев 1, 2, 3, 4 и 5.
2. Определить недостающие размеры. Учесть, что в среднем положении кулисы коромысло /плечо l BC / должно быть горизонтально. Выбрать размеры X BD так, чтобы угловые отклонения шатуна 4 по вертикали были наименьшими. Длину шатуна l CD принять равной 0,5 l BC.
3. Построить положения звеньев, соответствующие крайнему верхнему и крайнему нижнему положению звена 5. Одно из крайних положений, соответствующее началу рабочего хода, взять для дальнейших расчетов за начальное.
4. Построить схему механизма в 12 положениях. Определить графически траекторию движения центра тяжести звена 4. Схема механизма должна занимать 1/5 листа формата А1.
5. С помощью планов скоростей и ускорений определить в 12 положениях скорости и в 4-х положениях ускорения всех характерных точек механизма.
6. Определить графическим способом в 12 положениях механизма перемещение, путь, скорость и ускорение рабочего звена 5 в функции угла поворота кривошипа. Графики 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.
7. Построить графики угловой скорости и ускорения звена 4 по углу поворота кривошипа.
8. Построить годографы скорости и ускорения центра тяжести звена 4.
II. Профилирование кулачка
1. Построить в произвольном масштабе заданный график тангенциального ускорения рычага и двукратным графическим интегрированием получить график перемещения рычага.
2. По заданной кинематической схеме и графику перемещения конца рычага построить развертку профиля цилиндрического кулачка.
3. Построить график углов передачи движения и выявить наименьшее значение угла передачи движения.
4. Для изготовления кулачка дать на чертеже прямоугольные координаты 8-16 точек развертки профиля цилиндрического кулачка на фазе удаления φ уд. Координаты, полученные графическим способом, сравнить с аналитически полученными. Диаметр ролика принять 
мм.
III. Проектирование зубчатой передачи
1. По заданному числу оборотов кривошипа и электродвигателя подобрать число зубьев шестерен 
и 
для коробки скоростей согласно схеме.
2. Рассчитать и построить неравносмещенное внешнее цилиндрическое зацепление колес Z к и Z ш.
3. Построить рабочие участки профиля, дугу зацепления и определить коэффициент перекрытия аналитически и графо-аналитически. Рассчитать и построить эпюры относительного скольжения профилей.
4. Рассчитать и построить профиль зубьев малого колеса Z ш в зацеплении с инструментальной рейкой без смещения и со смещением 
.
IV. Силовой расчет
1. В одном из рабочих положений механизма построением планов сил определить реакции во всех кинематических парах и 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 планом сил и рычагом Жуковского не должно превышать 2 – 3%.
V. Расчет маховика
1. Определить приведенный момент к кривошипу 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 /∆ Т= ∆ Т (φ)/.
5. Определить приведенные к кривошипу моменты инерции для 12 положений механизма и построить график / 
/
6. Построить диаграмму избыточных работ ∆ Т в функции приведенного момента инерции 
/диаграмма энергомасс/. С помощью этой диаграммы определить момент инерции маховика, который должен быть насажен на вал кривошипа для обеспечения заданной неравномерности 
хода машины.
7. Определить основные размеры маховика.
8. Определить потребную мощность электродвигателя привода машины, если коэффициент полезного действия принять 0,6-0,8.
9. Построить график изменения угловой скорости ведущего звена при постановке маховика и без маховика.
К заданию №4
Схема долбежного станка с качающейся кулисой