4. Послідовність виконання роботи.

Побудова виконується на аркуші паперу креслярського формату А1 у масштабі 1:2 або 1:2,5. Зразок виконання завдання наведений на рис.1.

1. Побудова профілю борозни та поперечно-вертикальної проекції (лобового контура) поверхні корпуса плуга.

Ця побудова виконується у лівій нижній частині аркуша (див. рис.1) і починається з побудови профілю борозни (рис.3). Профіль борозни визначається глибиною оранки a та шириною захвату b корпуса.

З точки B на лінії дна борозни, яка відповідає проекції носка лемеша у поперечно-вертикальній площині, радіусом r₁=a зробити засічки на горизонталі і вертикалі (відрізки BC=BD₀=a). З точки D₀ радіусом r₂=b зробити засічку на лінії CC' неораного поля. Через точку C' і D₀ провести лінію B'D₀ до верхньої грані оберненої скиби з кутом нахилу  до дна борозни:

. (1)

Профіль оберненої скиби закінчує побудову профілю борозни. Для цього з точки D₀ дугою r₂=b зробити засічку на лінії дна борозни (точка D'). На неї з лінії B'D₀ опустити перпендикуляр D'A' та провести лінію D'C" паралельно до D₀C' , а з точки C" (D'C"=b) перпендикуляр до C"D' до перетину з D₀C' (точка B'). Профіль оберненої скиби – лінія D'A'B'C", а профіль борозни – лінія CBD'A'B', що наведені суцільною лінією.

Лезо лемеша у поперечно-вертикальній площині лежить на лінії дна борозни (лінія BD₀) і якщо ширину захвату корпуса (відрізок AB) рис.4 збільшити на значення перекриття корпуса b=2,5 см, то A₁B і буде лезом лемеша у цій проекції.

Висоту польового обрізу (точка p) знайдемо як:

H=b+H, (2)

де H залежить від глибини оранки.

Коли a<12 см, H=2...3 см; a=12...19 см, H=1...2 см; a≥20 см, H=0 см.

Відхилення точки p польового обрізу від вертикалі для запобігання задиранню стінки борозни вважати рівним 5-10 мм.

Борозенний обріз (правий за ходом плуга) розташовується паралельно верхній грані оберненої скиби. Для цього на профілі борозни пунктирною лінією намічають положення оберненої скиби збільшеної глибини (a₁=a+2,5 см) і будують її в оберненому положенні.

На середині верхньої грані збільшеної скиби (розпушеної) позначити точку d і через неї провести контурну лінію dK польового обрізу паралельно верхній грані A'B' не розпушеної скиби з розмірами ab.

Висота точки K стику лемеша з полицею залежить від вибраної ширини лемішної сталі і буде знайдена з наступної побудови. Правий обріз лемеша опишеться кривою KA₁.

Верхній обріз полиці опишеться кривою, для побудови якої необхідно визначити висоту H_max розташування найвищої його точки:

, (3)

де H=0...2 см і приймається додатнім для корпусів, що орють з глибиною до 15 см (a15 см) і від'ємним, коли a>16 см. Через точку A леза лемеша провести вверх і вниз вертикальну лінію і на висоті H_max позначити точку q верхнього обрізу полиці, яку з'єднати пунктирною лінією з точкою p'. З середини відрізка qp' (точка q') опустити перпендикуляр q'O, а з точки O радіусом Oq описати дугу qp', а відрізок qd описати плавною кривою (наприклад, дугою кола).

2. Вибір закономірності зміни кута  і вирахування його проміжних значень

Положення лемеша відносно дна борозни (кут ) його леза до стінки борозни (₀), лінії стику лемеша з полицею (_min) і крила полиці (_max) визначають форму полиці. Кут  змінюється за висотою корпуса =f(z) з певною закономірністю залежно від типу робочої поверхні. Тип робочої поверхні залежить від різниці =_max-_o . Коли =0 – поверхня циліндрична: =2...7⁰ – культурна; =7...15⁰ – напівгвинтова.

Проміжні значення кута _i твірної зі стінкою борозни (графік _i=f(z_i), рис.4) визначаються так:

- на побудований лобовий контур полиці наносять проекції горизонтальних твірних через певні інтервали вздовж його висоти; відповідно до типу робочої поверхні, а отже і закономірності =f(z), вираховують значення кутів від _o до _min і від _min до _max (рис.6);

- на польовому обрізі лобового контура (рис.4) викреслюють в масштабі графік _i=f(z_i). При цьому спершу проводять твірну з мінімальним кутом до стінки борозни (_min), яка міститься приблизно на висоті стику лемеша з полицею (z_min=5...10 см від дна борозни) і знаходиться з виразу z_min=tsin із заокругленням до більшого цілого значення.

Частину полиці, яка розташована нижче твірної (ліва частина) з кутом _min ділять на певну кількість інтервалів з кроком 1...2 см і через них проводять проекції твірних.

Верхню частину полиці (права) ділять аналогічно зі збільшеним кроком 4-5 см і також проводять горизонтальні твірні.

Твірні нумерують, починаючи з нульової, яка збігається з лезом лемеша.

Закон зміни кута  виражається на рисунку графіком, який наносять у деякому масштабі на лобовій проекції (рис.4) або окремо (рис.6) на продовженні горизонтальних твірних.

2.1. Поверхні культурного типу.

Характер зміни кута  за висотою для поверхні цього типу (рис.6а)

описується залежністю

. (4)

де Y_i , X_i=z_і-z_min – відповідно ордината і абсциса графіка, см.

Початок координат розташовують у точці b, що відповідає z_min.(X=0). Оскільки X_і=z_і-z_min , тому для твірних, що розташовані нижче z_min всі значення X будуть від'ємні, а які вище – додатні. Початкова твірна z₀=0 співпадає з дном борозни і їй відповідає значення аргумента:

. (5)

Для верхньої позначки z_max=H_max значення аргумента:

. (6)

Далі розраховуємо значення Y_i при X_i.

Вздовж ординати відкладені значення зміни кута  , або =_i-_min . У наведеній залежності це значення функції Y, яка взята у певному масштабі , тобто =Y_i .

Для побудови графіка (z) знаходять значення масштабу за граничними параметрами:

- для лівої частини ; (7)

-для правої частини . (8)

При цьому значення функцій Y₀ і Y_max відповідає заченням аргумента X₀ і X_max :

; . (9)

Проміжні значення кута _i для будь-якої твірної, що розташована на висоті X_i від початку координат, z_i від дна борозни:

. (10)

Для запису розрахованих проміжних значень кута  , параметрів та результатів розрахунків користуються табл. 2.

Таблиця 2

Результати розрахунку зміни кута 

zi , см

Xi=zi-zmin

iо=Yi

io=min+i

100tgi

За знайденими значеннями кутів _i^о або _i^о на вільномі місці над польовим обрізом лобового контура будуємо графік _i=f(z_і) чи _i=f(z_і) у масштабі  (наприклад, 1⁰ у 1 см).

Значеннями 100tg_i скористаємось для побудови проекцій твірних полиці у плані в майбутній побудові.

2.2. Поверхні напівгвинтового типу

Характер зміни кута  вздовж висоти полиці для поверхні цього типу (рис.6,б) описується залежністю

, (11)

де Y_i , X_i=z_і-z_min – відповідно ордината і абсциса графіка, см.

Вибір початку координат графіка (z) та значень X_i проводять аналогічно як для поверхні культурного типу.

Для визначення проміжних значень кута  необхідно окремо для правої і лівої віток графіка (рис.6,б) визначити параметри p і p'. Ці параметри визначаються за граничними кутами  ( _о, _min, _max) та масштабом , який приймається =1.

Для твірної, що міститься на висоті z_i від дна борозни або X_i від початку координат кут _i :

. (12)

При цьому масштабом для лівої і правої частин графіка відповідно є:

; . (13)

Параметри: ; . (14)

Ординати: Y_о=_о-_min ; Y_max=_max-_min. (15)

Проміжні значення кута _i зводимо у табл. 3 (див. приклад розрахунку).

За знайденими значеннями кутів _i^о або _i^о на вільному місці над польовим обрізом лобового контура будуємо графік _i =f(z_i) чи _i =f(z_i) у масштабі  (наприклад, 2⁰ у 1 см).

Значеннями 100tg скористаємось для побудови проекцій твірних полиці у плані в майбутній побудові.

3. Визначення радіуса і побудова напрямної кривої циліндроїда (рис.6).

За напрямну криву приймають параболу, побудовану на дузі кола з радіусом R, який визначається розмірами напрямної кривої і робочої поверхні полиці. Щоб скиба могла цілком розміститись на полиці, необхідно, щоб радіус R був більший від граничного значення R_min:

. (16)

Максимальне значення цього радіуса R_max обмежується умовою, щоб обернену скибу не зачіпав польовий обріз наступного корпуса

, (17)

. (18)

У випадках, коли k < 1,57 – радіус R можна вибирати за умовою R_min R < R_max . Коли k  1,57 , тоді:

, (19)

де  – додатковий кут, на який збільшується дуга кола, щоб більше загнути крило полиці, 5...10⁰.

Послідовність побудови напрямної кривої.

3.1. На лінії XX (рис.6), що зображує горизонтальну проекцію стінки борозни, вибрати точку B₁, у якій буде розташований носок лемеша. Для розташування цієї точки на аркуші скористайтесь компонуванням елементів завдання на рис.1. Провести лінію B₁A₁ під кутом _o до стінки борозни – це горизонтальна проекція "нульової" твірної (лінія леза лемеша) корпуса плуга.

Спроектувати з лобового контура правий кінець A₁ леза лемеша на нульову твірну – одержимо горизонтальну проекцію A₁B₁ леза лемеша.

3.2. Перпендикулярно лезу (відрізок A₁B₁) провести слід вертикальної січної площини, у якій лежить напрямна крива.

Площина NN розташована від носка лемеша для культурних полиць на віддалі 2/3 її довжини, а у напівгвинтових вона проходить через правий кінець A₁ його леза.

Вертикальну площину NN суміщають з площиною рисунка і напрямну криву викреслюють у вигляді перерізу на додатковій проекції.

3.3. Продовжити нульову твірну A₁B₁ вверх (лінія B₁z) і, відступивши від точки B₁ носка лемеша на 20...30 мм, позначити точку M – проекцію леза лемеша у площині NN.

Провести через цю точку перпендикуляр до B₁z – N'N' лінію дна борозни. Вздовж осі Mz визначиться висота будь-якої точки напрямної кривої над дном борозни.

3.4. З точки M під заданим кутом  до N'N' провести лінію Mm', яка визначає положення лемеша у площині NN відносно дна борозни. З цієї ж точки опустити перпендикуляр до Mm' і вздовж нього у масштабі відкласти відрізок MO=R, значення якого одержане розрахунком для заданих варіантом параметрів роботи.

Точка O є центром кола, на дузі якого буде побудована напрямна парабола. З центра O провести дугу MC кола радіусом R. Довжина дуги може бути обмежена кутом 90⁰- і при цьому радіус OC буде паралельний дну борозни. Для збільшення загину крила дугу MC збільшують на кут =4...5⁰ для культурних полиць і 8...10⁰ для напівгвинтових.

3.5. Побудова параболи:

– з точки F провести дотичну до дуги MF (перпендикуляр OF) до перетину її з другою дотичною Mm' у точці n, кут  між дотичними дорівнює =90⁰+-: для культурних полиць 115⁰ і 110⁰ для напівгвинтових;

– вздовж Mm' відкласти відрізок S, що дорівнює ширині прямолінійної частини лемеша; значення S приймають залежно від глибини оранки, а отже і вибраної лемешної сталі: для a=10...15 см, S=3 см ; a=15...18 см, S=4 см; a=18...25 см, S= 5 см; a=25...27 см, S= 6 см.

– відрізки дотичних (Mn-S) та nF розділити на довільну, але однакову кількість частин і пронумерувати. З'єднати кінці відрізків з однаковими номерами між собою допоміжними лініями 1-1, 2-2 і т.д. Напрямною параболою буде дотична до цих допоміжних прямих.

Виліт L і висота h напрямної визначається з побудови. Їх значення можна перевірити за залежностями

L=R(1-sin), h=Rcos. (20)

Точку K' стику лемеша з полицею на напрямній параболі, а отже і висоту лінії стику над дном борозни на лобовій та поздовжньо-вертикальній проекціях, одержимо, коли з M відкладемо ширину лемеша t і одержану точку K' спроектуємо на вертикаль Mz (висота z_k , рис.6).

4. Побудова горизонтальних проекцій твірних і контура корпуса (рис.6 та рис.4)

4.1. Горизонтальну проекцію робочої поверхні корпуса плуга будують за розташуванням у цій проекції твірних.

Для цього вздовж вертикалі Mz відкласти точки 1', 2', 3' і т.д. з таким же кроком, який був вибраний для твірних на лобовому контурі. Через одержані точки (рис.6) провести горизонталі 1'-1', 2'-2' і т.д. до перетину з напрямною кривою.

4.2. Шукають положення твірних на горизонтальній площині. Для цього точки 1', 2', 3' і т.д. з напрямної кривої перенести на горизонтальний слід площини NN (n_о, n₁, n₂ і т.д.). Через точки n_о, n₁, n₂... і т.д. мають проходити твірні 0-0, 1-1, 2-2 і т.д., які розташовані під кутами _о, ₁, ₂... _min... _max до стінки борозни. Щоб зменшити помилку при побудові проміжних значень кута _i скористаємось їх тангенсами (табл.2; 3). З точок n₁, n₂ і т.д. паралельно до стінки борозни XX провести допоміжні відрізки n₁-m₁; n₂-m₂; n₃-m₃ і т.д. довжиною 100 мм. Потім з точок m₁, m₂, m₃ і т.д. перпендикулярно відкласти відрізки m₁l₁; m₂l₂ і т.д. довжиною відповідно 100tg₁; 100tg₂ і т.д. З'єднати точки l₁-n₁, l₂-n₂ і т.д. і продовжити відрізки до перетину з лінією XX – одержані лінії розташовані з заданим кутом _i до стінки борозни і є проекціями вибраних твірних на горизонтальну площину.

Щоб не переплутати лінії на рисунку, всі твірні на проекціях необхідно нумерувати.

Побудова горизонтального контура полиці виконується (рис.4) простим перенесенням точок перетину контурних ліній і твірних з лобової проекції корпуса.

4.3. Нижній обріз BA лобового контура в плані представлений горизонтальною проекцією A₁B₁ леза лемеша.

4.4. Польовий обріз в плані зображає пряма лінія B₁P₁. Верхня точка польового обрізу на лобовому контурі розташована між 7-ою і 8-ою твірними на віддалі pp' від стінки борозни (див.рис.4). В плані точка P₁ розташується між цими твірними і на такій же віддалі від стінки борозни.

4.5. Правий обріз лемеша A₁K₁ будують за додатковою твірною. Для цього слід відкласти на напрямній кривій розмір лемешної сталі вздовж дуги MF (точка K') – на Mz одержимо висоту z_k розташування лінії стику лемеша і полиці над дном борозни. Відклавши цю висоту на лобовому контурі від дна борозни вздовж стінки одержимо твірну KK стику лемеша з полицею.

Точку K' з напрямної кривої перенести на слід NN і побудувати додаткову твірну K₁K₁, що нахилена до стінки борозни під кутом _k , значення якого взяти з діаграми тангенсів або з графіка =f(z_i).

Точку K польового обрізу з лобового контура перенести на твірну K₁K₁ плану і лінія A₁K₁ є правим обрізом лемеша у плані.

4.6. Борозенний (правий) контур полиці та її верхній обріз у плані побудувати перенесенням точок 3, 4, 5 і т.д. на відповідні твірні горизонтальної проекції (плану).

З'єднати плавною кривою точки верхнього та польового обрізів, замкнути горизонтальний контур робочої поверхні корпуса плуга.

5. Побудова поздовжньо-вертикальної проекції корпуса (рис.4)

За основу цієї проекції беруть вісь XX (лінію стінки борозни в плані). При цьому проекцію носка лемеша у плані суміщають з його проекцією у поздовжньо-вертикальній площині.

5.1. Паралельно осі XX провести проекції твірних 1"-1", 2"-2", 3"-3" і т.д., які у цій площині розташовані на тих же висотах від дна борозни, що і на лобовому контурі.

5.2. Точки перетину твірних з контуром робочої поверхні у плані перенести лініями, перпендикулярними до XX ,(спроектувати) на відповідні твірні поздовжньо-вертикальної проекції. Одержані відрізки B₁A₂, 1"-1", 2"-2" і т.д. є проекціями відповідних твірних робочої поверхні на поздовжньо-вертикальну площину.

Після перенесення всіх контурних точок обвести поздовжньо-вертикальний контур корпуса.

Розглянута побудова є випадком побудови третьої проекції за двома відомими.

7. Зміст звіту. В зошиті або на аркушах паперу А4 оформляється індивідуальний звіт виконаної роботи за заданим варіантом. До звіту додаються аркуш креслення формату А1 (рис.1), розрахунки параметрів, таблиці 2 або 3, короткий аналіз технологічних властивостей запроектованої робочої поверхні.