Файл: Курсовая работа Кинематический и силовой расчет механизма.rtf

КалугаРассмотрим структурную схему вытяжного пресса. Вытяжной пресс – вертикальный кривошипный пресс, предназначенный для выполнения операций неглубокой вытяжки с малым рабочим ходом. Рычажный механизм станка состоит из кривошипа 1, шатуна 2, кулисы 3, вращающейся относительно оси , шатуна 4 и ползуна 5. Ползун 5 совершает возвратно-поступательное движение по вертикальным направляющим стойки. Вытяжка (рабочий ход) осуществляется при движении ползуна вниз, навстречу заданной силе сопротивления F.

Структурный анализ механизма

Определим число степеней свободы механизма по формуле Чебышева:

где – число подвижных звеньев механизма, – число низших кинематических пар, – число высших кинематических пар.Согласно структурной схеме механизма:

число подвижных звеньев ,
количество низших кинематических пар .

0 – 1	1 - 2	2 – 3	3 – 0	3 – 4	4 – 5	5 – 0
В	В	В	В	В	В	П

Здесь В - вращательная кинематическая пара,П – поступательная кинематическая пара.Количество высших кинематических пар: .

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.Последовательность образования механизма по Ассуру:Начальное звено 1 + стойка 0.Возможными поводками (звеньями) для присоединения групп Ассура к начальному звену и стойке являются звенья: 2, 3, 5 (звенья, образующие кинематические пары со звеньями 1 и 0). Из них звенья 2 и 3 , соединенные между собой, образуют двухповодковую группу Ассура 1 вида (ВВВ). 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 – также вращательная (2 – 3). Присоединив 2ПГ Ассура 1 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 (4–5).Таким образом, механизм вытяжного пресса образован последовательным присоединением к начальному звену 1 и стойке 0 двух двухповодковых групп Ассура - сначала 2ПГ 1 вида, а затем 2ПГ 2 вида.

Построение положений механизма

Для построения кинематической схемы исследуемого механизма в различных положениях выбираем масштабный коэффициент длины , который определяется какгде - действительный радиус кривошипа в м; – радиус кривошипа на чертеже в мм.Все требуемые положения механизма удобно строить на одном чертеже (т.е. с одним центром вращения кривошипа). На чертеже механизм показан в четырех положениях. Каждое положение обозначено соответствующим индексом: – соответствует нижнему крайнему положению ползуна 5 (ведомогозвена),

– соответствует верхнему крайнему положению ползуна 5, – соответствует холостому ходу ползуна 5 , – соответствует рабочему ходу ползуна 5.Крайние положения механизма соответствуют крайним положениям коромысла 3 - и . Эти положения получаются, когда кривошип 1 и шатун 2 располагаются на одной прямой, соответственно вытягиваясь или складываясь. Поэтому для определения точки , радиусом делаем засечку из точки на дуге радиуса . При этом точка займет положение . Точку получим, делая засечку радиусом из точки на дуге радиуса . Точка займет положение . Рабочему ходу ползуна соответствует угол поворота кривошипа _,холостому ходу - При выборе расчетного рабочего положения используем диаграмму сил ,построенную на ходе ползуна 5. В вытяжном прессе процесс вытяжки происходит только на части рабочего хода, соответствующейПоэтому выбираем положение кривошипа на угле поворота _,соответствующем рабочему ходу, когда ползун 5 (точка

) внутри этого отрезка.

При выборе положения механизма, соответствующего холостому ходу ползуна, берем любое положение кривошипа на угле его поворота _.

1 2 3 4

Построение планов скоростей и ускорений

Планы скоростей и ускорений требуется построить для трех положений механизма: для положений на рабочем и холостом ходах и для одного из крайних положений. Рассмотрим построение плана скоростей и ускорений для рабочего положения механизма.Последовательность кинематического исследования определена последовательностью образования механизма:

начальное звено 1 и стойка 0;
двухповодковая группа Ассура 1 вида, состоящая из звеньев 2 и 3,
двухповодковая группа Ассура 2 вида, состоящая из звеньев 4 и 5.

Построение планов скоростей

Для начального звена 1 угловая скорость постоянна и равна:

,где – заданная частота вращения кривошипа.Скорость точки начального звена равна ,вектор скорости направлен перпендикулярно звену в сторону, соответствующую направлению угловой скорости .На плане скоростей скорость точки изображается отрезком . Масштабный коэффициент плана скоростей: .

Для точки согласно первому способу разложения движения:

,где . Поэтому через точку проводим прямую, перпендикулярную . С другой стороны согласно первому способу разложения движения: ,где , т.к. точка закреплена, а