2.6. Проектирование механизма зубострогального полуавтомата

Механизм зубострогального полуавтомата (рис. 2.9) представляет собой шарнирный четырехзвенник ОАВС с присоединенными двухповодковыми группами 4–5 и 4^/–5^/.

Даны размеры ОС, ВС, OD.

Рис. 2.9. Механизм зубострогального полуавтомата

Требуется по заданному ходу ползуна 5 определить крайние положения коромысла ВС, размеры шатуна АВ и кривошипа ОА.

По приведенным в задании формулам подсчитывается угол β.

Длина хода ползунов одинакова, поэтому крайние положения коромысла располагаются симметрично относительно направления, перпендикулярного межцентровому расстоянию ОС.

Угол ψ между крайними положениями коромысла можно определить аналитическим и графическим методами.

В качестве примера рассмотрим аналитический метод проектирования зубострогального станка.

Из построений на рис. 2.10 следует:

Произведя преобразования, получим выражение

Рис. 2.10. Механизм коромысла

Следовательно, сохраняя положительное значение ,

. (2.19)

Длина bC определяется из треугольника OdC:

откуда , а

Для определения крайних положений коромысла используем вспомогательный механизм (рис. 2.11), который представляет собой часть СЕD основного механизма станка, к которой присоединены двухповодковые группы и .

Группа обеспечивает симметричное расположение коромысла С₀С и относительно линии GC. Между точками E и звена ED сохраняется постоянное расстояние .

Звено ED перемещается в заданном направлении под углом β к линии центров ОС.

Рис. 2.11. Вспомогательный механизм

Перемещая звено ED в направляющих, построим траекторию точки G. Пересечение этой траектории с направлением, перпендикулярным линии центров ОС, определит положение точки G, при котором коромысла С₀С и занимают крайние положения колебателя основного проектируемого механизма.

2.7. Проектирование механизма манипулятора

Исходными данными для проектирования механизма манипулятора (рис. 2.12) являются: угол поворота φ₄ лепестка из одного крайнего положения в другое, межосевое расстояние ОС и ВС диска 3.

В заданиях предусмотрено проектирование механизма по двум схемам (рис. 2.13, а, б).

Должны быть определены: угол размаха диска – φ₃, длина кривошипа ОА, длина шатуна АВ, расстояние СЕ от оси диска до оси лепестка. Для механизма по схеме рис. 2.13, б необходимо определить размер CD.

Рис. 2.12. Механизм манипулятора

Рис. 2.13. Заменяющий механизм: а – первая схема; б – вторая схема

Определение недостающих размеров производится следующим образом: они задаются расположением точек D и Е внутри диска, причем ось Е вращения лепестка 4 в существующих затворах обычно располагается на расстоянии около 3/4 радиуса диска 3 от оси С; начальное положение пальца D лепестка должно быть взято таким, чтобы размах лепестка был симметричным относительно линии ЕС (см. рис 2.13, б).

Затем вычерчивают крайние положения лепестка, отложив угол φ₄, и по ним графически находят угол размаха диска φ₃.

От вертикали, проведенной через точку С, симметрично откладывают углы и определяют крайние положения шарнира В на окружности радиуса ВС (точки и  ). Через найденные точки и  проводят нормаль к вертикали, которая определит направление шатуна АВ, и делают засечку на этом направлении из центра шарнира С радиусом ОС.

Радиус кривошипа и длина шатуна определяются из условий:

ОВ₀ = ОА + АВ,

ОВ^/ = АВ – ОА. (2.20)

Таким образом, длина кривошипа

(2.21)