Реферат: Динамический анализ механизмов долбежного станка

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

Донбасский государственный технический Университет

Кафедра прикладной механики

Динамический анализ механизмов долбежного станка

Алчевск, 2006

Схема механизма и исходные данные

Механизмы долбежного станка

Долбежный станок предназначен для долбления пазов и внутренних канавок в отверстиях. Для движения ползуна с резцом используется шестизвенный кривошипно-кулисный механизм OALBCDEPс качающейся кулисой. Кривошип 2 получает вращательное движение от электродвигателя через клинно-ременную передачу и горизонтальный одноступенчатый редуктор с цилиндрическими колесами. Вращательное движение кривошипа преобразуется в возвратно-поступательное движение ползуна 6 через качающуюся вокруг опоры С кулису 4 с камнем 3 и шатун 5. Ход ползуна Н выбирается в зависимости от длины обрабатываемой поверхности детали с учетом перебегов 0.05Н в начале и конце рабочего хода (см. диаграмму сил полезного сопротивления). Рабочий ход ползуна 6 совершается за больший промежуток времени, чем холостой ход, и соответствует большему углу поворота кривошипа.

Кинематический анализ и выбор электродвигателя

Планы положения мех – ма и силы полезного сопротивления

Выбрав масштаб />построили 8–9 планов положений механизма при общем изображении стойки. Пусть ОА=35 мм, тогда

/>/>

Сначала определили крайнее положение механизма перед рабочим ходом и начиная от него построили 6–8 планов положений механизма соответствующих положениям ведущего звена механизма. Определили 2-ое крайнее положение звеньев механизма и построили для него план механизма. Построили диаграмму усилий, действующее на исполнительное звено, и если необходимо, построили 2 плана положений соответствующие началу и концу действия сил полезного сопротивления.

Структурный анализ механизма

1. Выписываем кинематические пары определяя класс и вид

1–2 – вращ., 5 кл

2–3 – вращ., 5 кл

3–4 – поступ., 5 кл

4–1 – вращ., 5 кл

4–5 – вращ., 5 кл

5–6 – вращ., 5 кл

6–1 – поступ., 5 кл

2. Определяем степень подвижности

W=3n-2p5– p4=3*5–2*7=1

3. Строим структурную схему механизма

4. Определяем группы Ассура, определяем класс, порядок и вид

5–6 гр. Ассура, IIкласса, IIпорядка, с внешней поступательной парой

3–4 гр. Ассура, IIкласса, IIпорядка, с внутренней поступательной парой

1–2 механизм Iкласса

5. Определяем точки наслоения

I(1,2) – II(3,4) – III(5,6)

Весь механизм IIкласса.

Планы скоростей. Линейные скорости точек и угловые скорости звеньев

Построение плана скоростей

Скорость точки Aпостоянна и равна:

Выбираем масштаб плана скоростей. Пусть отрезок />— изобр. скорость т.А на плане скоростей. Тогда масштаб плана скоростей будет:

Вектор pvа направлен перпендикулярно ОАпо направлению ω2.

Рассмотрим группу Ассура 3–4 (внутренняя точка А4) и запишем систему уравнений:

VA4 = VA+ VA4А/>

--PAGE_BREAK--

VA4= VС+ VA4С/>

Систему решим графически. Рассмотрим первое уравнение системы: через точку aплана скоростей проводим прямую, параллельную звену BL(на этой прямой будет находиться VA4Аи точка A4).
Решаем второе уравнение.VС=0, т. к. точка Снеподвижна, а значит вектор pvс, изображающий скорость VС=0иточка С совпадает с pv. Через полюс плана скоростей (точки с)проводим прямую перпендикулярную А4C. При пересечении двух прямых получаем положение точки а4.

Положение точек b,/>на плане скоростей определяем по теоремам подобия. Точка bбудет находиться так:

Проведём окружность радиусом а4bс центром в точке а4и радиусом cbс центром в точке c, пересечение их является точка b. Из полюса pvпроводим вектор в точку b.

Точка />, />будет находиться на отрезке bа4, причём:

Точка dбудет находиться на отрезке bc, причём:

Рассмотрим группу Ассура 5–6(внутренняя точка Е) и запишем систему уравнений:

VЕ= VD+ VED/>

VE= VP+ VEP/>

Систему решим графически. Рассмотрим первое уравнение системы: через точку dплана скоростей проводим прямую />(на этой прямой будет находиться VEDи точка E).

продолжение
--PAGE_BREAK--

Решаем второе уравнение.VP=0, т. к. точка Pнеподвижна, а значит вектор pvp, изображающий скорость VP=0иточка Pсовпадает с pv. Через полюс плана скоростей (точки p)проводим прямую />. При пересечении двух прямых получаем положение точки e(s6).

Точка />будет находиться на отрезке de(ds6),причём:

Определим истинные значения линейных скоростей точек и угловых скоростей звеньев механизма:

/>/>

План скоростей рассмотрен для выделенного положения.

Аналогично строится планы скоростей для остальных положений механизма.

Результаты заносятся в таблицу скоростей точек и звеньев механизма.

Таблица 1 – Линейные скорости характерных точек и угловые скорости звеньев

Параметр

Значение в положении

Основное

VА4, м/с

1.32

2.2

2.7

1.5

1.3

2.5

VB, м/с

0.5

0.7

0.8

0.6

0.4

0.6

продолжение
--PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK--

0,15

0,25

0,43

0,52

0,39

0,3

0,15

0,32

0,86

По полученным значениям строим график изменения приведенного момента инерции от функции угла поворота звена приведения />.

Масштаб />

Построение диаграммы «Энергия – масса» (кривой Виттенбауэра) и зависимости

Исключив из графиков /> и /> аргумент φ получим функциональную зависимость изменения приращения к кинетической энергии от приведенного момента инерции /> — диаграмму Виттенбауэра.

Кинетическая энергия механизма в любой момент времени можно представить в виде суммы кинетической энергии механизма в начальный момент времени /> и разности работ сил движущих Agи сил сопротивления Aс за время соответствующее повороту звена приведения на угол φ, т.е.

Переносим начало координат графика /> на расстояние соответствующее значению кинетической энергии />.

В этом случае диаграмма Виттенбауэра отнесенная к новой системе координат, представляет кривую изменения кинетической энергии всего механизма функции приведенного момента инерции />

Истинная скорость звена приведения в данном его положении:

/>(1)

Взяв на кривой /> произвольно выбрав точку с координатами (х, у) и определив значение:

/>/>

После подстановки в формулу (1) получим:

/>(2)

Полученные данные /> заносим в таблицу.

Таблица 5-Значения истинной скорости движения звена приведения

Положение