4.4.Синтез кинематической схемы с качающейся кулисой по коэффициенту δ изменеия скорости хода ползуна.

Механизм с качающейся кулисой (рис. 4.5) состоит из кривошипа 1, и групп Асура. В первую входят ползун 2, качающаяся кулиса 3. Во вторую шатун 4, ползун 5.

Механизмы такого типа используются в природе строгальных станков. С ползуном 5 жестко связан резец, имеющий ход Н(м) и различные скорости рабочего ихолостого ходов.

Ставится задача по заданным: ходу резца Н (рис. 4.5.), коэффициенту изменение скорости хода , длине стойкиL, отношениюдлины С шатуна 4 к длинеlкулисы 3 определить: длинуrкривошипа, длинуlкулисы,

Рис.4.5.

К синтезу кулисного механизма

длину С шатуна, расстояние hот оси вращения кулисы 3 до осиx-xдвижения ползуна 5.

На рисунке 4.5. изображены два крайних и одно промежуточное положение механизма. Здесь же обозначено: - угол поворота кривошипа, соответствующий рабочему ходу ползуна 5;- угол поворота кривошипа, соответствующий холостому ходу ползуна 5;

- постоянная угловая скорость кривошипа;- угол между двумя крайними положениями кулисы 3.

Обозначив через время рабочего хода кривошипа, а черезвремя холостого хода, при постоянной скорости кривошипа имеем

;. (4.19)

Так как ;, (4.20)

то с учётом значения коэффициента изменения скорости

из зависимостей (4.20) и (4.19) последовательно получим

(4.21)

Из рис. 4.5. следует, что

;(4.22)

Подставляя ииз зависимостей (4.22) в выражение (4.21), имеем

, (4.23)

откуда

(4.24)

Так как ось у-у симметрии качания кулисы перпендикулярна к осих-х, то длина хорды, а

Из прямоугольного треугольника КМС₀ с учётом выражения (4.24), находим длинуlкулисы

, (4.25)

а из прямоугольного треугольника КАВ₀определяем длину кривошипаr

(4.26)

Так как задано, что , то длина С шатуна 4 определится из выражения

(4.27)

При построении кинематической схемы ось х-храсполагаем посредине стрелы прогиба дуги, т.е. посредине отрезка ЕМ и перпендикулярно осиу-у . (Направляющие ползуна в этом случае будут испытывать наименьшее давление).

Расстояние hот осих-хдо осиКнайдётся

(4.28)

Для того, чтобы шатун 4 работал на растяжение при строгании, строгание должно производиться в направлении слева направо. При рабочем ходе (строгании) угол поворота кривошипа >, поэтому вращение кривошипа 1 должно быть сообщено по ходу часовой стрелки.

В начале и в конце рабочего и холостого резца имеются перебеги (части хода, равные 0,05Н, когда резец не контактирует с деталью, т.е. сила резания Р_рез=0 ), то необходимо учитывать при силовом анализе механизма.

Таким образом заданы и получены все размеры звеньев механизма, необходимые для синтеза, именно: r(м) – радиус кривошипа;L(м) – длина стойки;l(м) – длина шатуна; Н(м) – ход ползуна;h(м) – расстояние оси качения кулисы от направляющей ползуна 5.

Перед построением необходимо проверить условие существования кривошипа и качающейся кулисы. Это условие обеспечивается при удовлетворении следующего неравенства

r < L

Если неравенство не удовлетворяется, необходимо изменить исходные данные и провести повторный расчёт всех длин звеньев.

Порядок построения кинематической схемы следующий:

1.Выбираем масштаб по одному из известных значений длин звеньев

Например (м/мм), где АВ(мм) длина, изображающая кривошип на чертеже. Эта длина назначается с учётом желаемого размера кинематической схемы. Все остальные размеры на схеме вычерчиваются в выбранном масштабе, т.е.

(мм) ;(мм) и т.д.

2.Проводим две взаимно перпендикулярные прямые х-хиу-у, и на расстоянии(мм) (рис.4.5) на осиу-унаходим точкуК. От точкиКна расстоянииКА=L/(мм) на осиу-уотмечаем точкуА, из которой радиусом(мм) проводим окружность.

3.Из точки Кпроводим луч длинойКС.

4.Из точки СрадиусомСDпроводим дугу окружности до пересечения с осьюх-х. Точка пересечения и будет искомая точкаD.

Полученные точки A,В,С,D, К являются центрами цилиндрических шарниров синтезируемого механизма.