Динамічний аналіз механізмів довбального верстата

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Донбаський державний технічний Університет

Кафедра прикладної механіки

Динамічний аналіз механізмів довбального верстата

Алчевськ, 2006

Схема механізму і вихідні дані

Механізми довбального верстата

Довбальний верстат призначений для довбання пазів і внутрішніх канавок в отворах. Для руху повзуна з різцем використовується шестиланкових кривошипно-кулісний механізм OALBCDEP з кулісою, що коливається. Кривошип 2 отримує обертальний рух від електродвигуна через клино-пасову передачу і горизонтальний одноступінчатий редуктор з циліндричними колесами. Обертальний рух кривошипа перетворюється в зворотно-поступальний рух повзуна 6 через хитку навколо опори З кулісу 4 із каменем 3 та шатун 5. Хід повзуна Н вибирається залежно від довжини оброблюваної поверхні деталі з урахуванням перебігаючи 0.05Н на початку і в кінці робочого ходу (див. діаграму сил корисного опору). Робочий хід повзуна 6 відбувається за більший проміжок часу, ніж холостий хід, і відповідає більшому куту повороту кривошипа.

Кінематичний аналіз і вибір електродвигуна

Плани положення хутро - ма і сили корисного опору

Вибравши масштаб побудували 8-9 планів положень механізму при загальному зображенні стійки. Нехай ОА = 35 мм, тоді

Спочатку визначили крайнє положення механізму перед робочим ходом і починаючи від нього побудували 6-8 планів положень механізму відповідних положень провідної ланки механізму. Визначили другу крайнє положення ланок механізму і побудували для нього план механізму. Побудували діаграму зусиль, що діє на виконавчу ланку, і якщо необхідно, побудували 2 плану положень відповідають початку і кінця дії сил корисного опору.

Структурний аналіз механізму

1. Виписуємо кінематичні пари визначаючи клас і 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. Визначаємо ступінь рухливості

W = 3 n -2 p ₅ - p ₄ = 3 * 5-2 * 7 = 1

3. Будуємо структурну схему механізму

4. Визначаємо групи асирійця, визначаємо клас, порядок і вид

5-6 гр. Асирійця, II класу, II порядку, з зовнішньої поступальної парою

3-4 гр. Асирійця, II класу, II порядку, з внутрішньої поступальної парою

1-2 механізм I класу

5. Визначаємо точки нашарування

I (1,2) - II (3,4) - III (5,6)

Весь механізм II класу.

Плани швидкостей. Лінійні швидкості точок і кутові швидкості ланок

Побудова плану швидкостей

Швидкість точки A постійна і дорівнює:

Вибираємо масштаб плану швидкостей. Нехай відрізок - Граф. швидкість т.А на плані швидкостей. Тоді масштаб плану швидкостей буде:

Вектор p _v а спрямований перпендикулярно ОА у напрямку ω _2.

Розглянемо групу асирійця 3-4 (внутрішня точка А ₄₎ і запишемо систему рівнянь:

V _{A 4} = V _A + V _{A 4А}

V _{A 4} = V _С + V _{A 4С}

Систему вирішимо графічно. Розглянемо перше рівняння системи: через точку a плану швидкостей проводимо пряму, паралельну ланці BL (На цій прямій буде знаходитися V _{A 4А} і точка A _4).
Вирішуємо друге рівняння. V _С = 0, тому що точка С нерухома, а значить вектор p _v с, зображає швидкість V _С = 0 і точка С збігається з p _v. Через полюс плану швидкостей (крапки з) проводимо пряму перпендикулярну А ₄ C. При перетині двох прямих отримуємо положення точки а _4.

Положення точок b, на плані швидкостей визначаємо за теоремам подоби. Точка b буде знаходитися так:

Проведемо коло радіусом а ₄ b з центром в точці а ₄ і радіусом cb з центром в точці c, перетин їх є точка b. З полюса p _v проводимо вектор в точку b.

Точка , буде перебувати на відрізку b а _4, причому:

Точка d буде перебувати на відрізку bc, причому:

Розглянемо групу асирійця 5-6 (внутрішня точка Е) і запишемо систему рівнянь:

V _Е = V _D + V _ED

V _E = V _P + V _EP

Систему вирішимо графічно. Розглянемо перше рівняння системи: через точку d плану швидкостей проводимо пряму (На цій прямій буде знаходитися V _ED і крапка E).

Вирішуємо друге рівняння. V _P = 0, тому що точка P нерухома, а значить вектор p _v p, зображає швидкість V _P = 0 і точка P збігається з p _v. Через полюс плану швидкостей (точки p) проводимо пряму . При перетині двох прямих отримуємо положення точки e (s _6).

Точка буде перебувати на відрізку de (ds _6), причому:

Визначимо істинні значення лінійних швидкостей точок та кутових швидкостей ланок механізму:

План швидкостей розглянуто для виділеного положення.

Аналогічно будується плани швидкостей для інших положень механізму.

Результати заносяться в таблицю швидкостей точок і ланок механізму.

Таблиця 1 - Лінійні швидкості характерних точок і кутові швидкості ланок