Задание 3. Литьевая машина

Машина используется для литья под давлением тонкостенных алюминие­вых деталей. Вращение от электродвигателя М (рис. 6, а, б) передается через редуктор Р на кривошип 1, затем шатун 2 и ползун 3 кривошипно-ползунного механизма (КПМ), предназначенного для нагнетания расплавленного металла в пресс-форму. График изменения сил сопротивления, действующих на ползун на рабочем ходе, показан на рис. 7, а, б. На холостом ходе сила сопротивления равна нулю.

Кулачковый механизм, состоящий из кулачка 4 и коромысла 5, служит для поворота клапана 6 выпуска металла.

Исходные данные для задания выбираются из табл. 4.

Т а б л и ц а 4

Параметр	Предпоследняя цифра шифра
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
	7	8	9	10	11	12	13	14	6	15
	100	90	95	115	110	120	98	105	125	108
	40	50	60	30	20	15	45	50	15	25
СР рис. 3	б	д	г	в	е	д	з	е	в	б
	4	3	4	3	4	3	4	3	4	3
	0,8	0,9	1,0	1,1	1,2	1,3	1,4	0,9	0,8	1,1
	0,22	0,23	0,24	0,26	0,27	0,28	0,29	0,3	0,31	0,32
	26	27	28	29	30	31	32	33	34	35
	2,2	2,3	2,4	2,5	2,6	2,7	2,8	2,5	2,6	2,9
[]	0,04	0,05	0,06	0,07	0,06	0,05	0,06	0,07	0,06	0,05
МХ рис. 7	а	б	а	б	а	б	а	б	а	б
	20	60	120	140	40	80	100	160	40	60

Кроме того, для всех вариантов принимается:

1) – положение центра масс шатуна;

2) , где кг/м; – массы звеньев 2 и 3;

3) моменты инерции звеньев , ; момент инерции ротора двигателя кг  м ;

4) модуль зубчатых колес мм;

5) частота вращения двигателя мин ;

6) момент инерции вращающихся масс, приведенный к входному валу ре­дуктора кг  м ;

7) кривошип уравновешен.

2. СОДЕРЖАНИЕ ПРОЕКТА

2.1. Описание работы машины и исходные данные

для проек­тирования

В соответствии с заданием в пояснительной записке следует привести описание ра­боты машины и исходные данные для проектирования, выбранные согласно шифру студента.

2.2. Структурный анализ механизмов машин

Выполнить структурный анализ редуктора, кривошипно-ползунного и кулачкового механизмов. В результате анализа определить число степеней свободы (подвижность) механизмов, выявить пассивные звенья, избыточные связи.

2.3. Построение циклограмм

Построить линейную циклограмму работы кулачкового механизма и пря­мо­угольную циклограмму совместной работы КПМ и кулачкового механизма.

2.4. Расчет схемы редуктора

Для заданной схемы редуктора следует подобрать числа зубьев колес, удовле­тво­ряющих ряду заданных ограничений: соосности, неподрезания зуба, сборки, со­седства. При этом должно выполняться основное условие – обеспечение требуемого передаточ­ного отношения.

2.5. Кинематическое исследование КПМ

Определить кинематические передаточные функции КПМ (см. мето­ди­ческие указания к курсовому проектированию).

2.6. Динамическое исследование машины в установившемся режиме

Найти закон движения начального звена (кривошипа) и динами­че­ские нагрузки в редукторе.

2.7. Силовой расчет КПМ

Определить значения реакций в кинематических парах и величину уравновешивающего мо­мента, прикладываемого к начальному звену для положения КПМ, определяемого углом .

3. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К КУРСОВОМУ ПРОЕКТИРОВАНИЮ

3.1. Описание работы машины

Дать определение машины [1, с. 4] выделить ее основные части: двига­тель, передаточный механизм, исполнительные механизмы. Пояснить назначе­ние каждого из механизмов.

Структурную схему машины (выполняется без масштаба) изобразить на листе 1 чертежей.

В пояснительной записке привести исходные данные для проектирова­ния.

3.2. Структурный анализ механизмов машины

Механизмы, используемые в машине, являются плоскими. Для опреде­ле­ния числа степеней свободы таких механизмов применяется формула П.Л. Че­бышева [3, с. 12].

При анализе редуктора следует учесть, что планетарная ступень явля­ется многосателлитной конструкцией. В соответствии с заданием число сател­литов . Это приводит к появлению избыточных связей. Следует выпол­нить анализ схемы редуктора по формуле, включающей число избыточных связей

,

где – число степеней свободы (для редуктора ); – число ки­нематических пар соответственно пятого и четвертого классов; – число под­вижных звеньев.

Пример анализа многосателлитной конструкции рассмотрен в [3, с. 62].

Для заданной схемы следует определить число избыточных связей и пред­ложить меры, устраняющие их.

Пример структурного анализа кулачкового механизма рассмотрен в [3, с. 30]. В проекте при анализе этого механизма следует учесть наличие ролика и убе­диться, что в этом случае . Вторая подвижность (местная) учитывает свободное движение ролика. Но эта подвижность не изменяет характера дви­жения осталь­ных звеньев механизма. Поэтому ролик называют пассивным зве­ном.

Пример структурного анализа КПМ дан в [3, с. 12]. При анализе редук­тора были выявлены избыточные связи. Появление их обусловлено конструк­цией механизма (введением нескольких сателлитов). В КПМ также могут воз­никнуть избыточные связи вследствие неточностей изготовления звеньев меха­низма и элементов кинематических пар. Например, как в рассмотренном в [3, с. 14] слу­чае, оси вращательных пар могут оказаться непараллельными. Тогда при ана­лизе такого механизма следует использовать формулу А.П. Малышева [3, с. 15], учитывающую наличие числа избыточных связей.

,

где - число пар -го класса ( = 1, …, 5).

Определив из последней формулы число , следует предложить конструктив­ные преобразования, устраняющие избыточные связи. Например, понизив класс ки­нематических пар. Так, пару пятого класса ползун-стойка можно заменить ци­линдрической парой четвертого класса.