
книги из ГПНТБ / Вальщиков Н.М. Расчет и проектирование машин швейного производства
.pdfОстается определить пока еще неизвестный параметр бф. Для этого подставим (V.69), (V.73), (V.68) и (V.71) в уравнение
(V.64). После |
сокращения |
обеих |
частей полученного равенства |
||||||||||
на рш Лрц1 |
имеем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
( 1 - 6 В ) ( 1 + / ) |
о- |
_ бр |
|
|
, v |
, |
|||
откуда |
|
б ф = |
|
|
|
0 ± ^ ) « Р |
|
|
|
|
|||
|
|
|
7 |
|
|
|
|
( V 7 6 ) |
|||||
|
|
|
|
( l + v 1 f ) 6 B + ( l - e p ) ( l + / ) e l m a x |
|
|
|||||||
Порядок |
расчета: |
|
|
бф по формуле |
|
|
|
||||||
1) определение |
параметра |
(V.76); |
|
||||||||||
2) |
определение |
Р! |
по |
формуле |
(V.69); |
|
|
|
|
||||
3) |
определение |
р и |
по формуле |
|
(V.70); |
|
|
|
|
||||
4) |
определение |
ц>1 |
по |
формуле |
(V.73); |
|
|
|
|
||||
5) |
определение |
ф п |
по |
формуле |
(V.74). |
|
|
|
|
||||
З а д а ч а |
2. |
Дано: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Рш; |
Ф ш ; |
в Р |
- 6 |
1 ^ |
; |
* |
= Jl max |
; |
0i Ы; |
е8 (т,). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рз |
|
|
|
|
Здесь |
р\ш а х |
— максимальное |
ускорение на |
разбеге; |
р з т а х — ма |
||||||||
ксимальное |
ускорение |
на |
выбеге. |
|
|
|
|
|
|||||
Требуется |
определить |
р 1 ( |
р п , фр ф и - |
максимальных |
уско |
||||||||
Р е ш е н и е . Запишем |
выражения для |
||||||||||||
рений: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Pi max = <»2 |
^ |
01 max ', |
|
|
|
(V.77) |
Тогда
|
|
( Р ш - Р н ) ч > ? в3 |
max |
|
||
Введем параметр |
|
|
^ |
|
||
|
|
|
|
|
||
|
|
Va==-L™*. |
|
(V.80) |
||
|
|
|
|
®3 max |
|
|
Далее, имея в виду формулы (V.67) и (V.72), |
выражение (V.79) |
|||||
перепишем |
в следующем |
виде: |
|
|
|
|
|
Ф^ |
= |
Х; |
X = f ^ . |
(V.81) |
|
Представим |
эту зависимость |
в |
виде |
|
^ |
|
|
|
|
/ = |
^ Я . |
|
(V.82) |
250
Таким образом, задача 2 сведена к условиям задачи 1. Порядок расчета:
1) расчет v 2 по формуле (V-80);
2)расчет / по формуле (V-82);
3)дальнейший порядок расчета соответствует задаче 1.
Пример расчета профиля кулачка с применением безразмерных характери стик. Для того чтобы сконструировать профиль кулачка, обеспечивающий задан ное движение ведомого звена, достаточно построить диаграмму В (ф), где В — пере мещение толкателя или угол его поворота; <р — угол поворота ведущего звена (кулачка).
Если диаграмма В (<р) задана, построение профиля кулачка выполняется обычными методами и не представляет трудностей.
Выберем из технологических соображений некоторые данные для построе ния диаграммы 6 (ф). В соответствии с циклограммой и кинематической схемой механизма каретки (см. рис. V. 14) при перемещении пластин на 20,6 мм ролик толкателя перемещается на 40 мм при повороте кулачка на угол 130°. Затем происходит (см. рис. V.16, а) выстой толкателя при повороте главного вала на угол фв ысг = 70° (от 130 до 200°). После этого каретка совершает обратный (холо
стой) ход за время поворота главного вала на угол |
фВ О зв = |
Ю0° (от 200 до 300°). |
||||||||
Исходные данные для расчета профиля кулачка сведены в табл. 10. |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 10 |
||
|
|
Исходные данные для расчета профиля кулачка |
|
|
||||||
|
|
|
Рабочий ход |
|
Выстой |
|
Холостой ход |
|
||
|
п |
|
|
|
|
в дальнем |
|
|
|
|
smax |
|
|
|
Закон |
положе |
|
|
|
Закон |
|
мм |
об/мин |
f i l l |
|
|
нии ф д |
|
|
|
||
|
|
60 |
X |
дви |
град |
град |
60 |
•к |
движе |
|
|
|
град |
|
|
жения |
|
|
|
ния |
|
40 |
250 |
130 |
0,3 |
2 |
I I |
70 |
100 |
0 |
1 |
I |
Для дальнейшего расчета необходимо иметь таблицы 0 (т), соответствующие |
||||||||||
выбранным законам движения (табл. 11). |
|
ф у д (рис. V.16, |
а), |
|
||||||
Рассмотрим |
рабочий ход |
(участок удаления) |
который |
состоит из трех участков: разбега, постоянной скорости толкателя и выбега. Чтобы построить диаграмму В (ф), найдем координаты основных точек диаграммы А, В, К- Дл я этого необходимо выбрать безразмерные характеристики, представ ленные в табл. 11. Выбираем для разбега безразмерную характеристику типа I ,
а для выбега |
типа |
I I . |
|
|
|
|
|
Координаты точки А: |
|
по формуле (V.69) |
|
||||
Здесь В т = |
Smax = |
40 мм. Значения |
/ и vx |
по формулам |
(V.82) и (V.66): |
||
По формулам (V.80) и (V.58) находим: |
|
|
|||||
|
^lmax |
. |
Л ' |
1 |
|
|
|
|
D 3 max |
' |
° 1 т а х _ |
1 - Т |
ц н 1 ' ° 3 m a x |
1—Тцз |
251
|
|
Значения |
функции в (т) для различных законов |
движения |
|
Т а б л и ц а 11 |
||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
Закон |
движения |
|
|
|
|
|
|
|
III |
IV |
|
|
VI |
|
60т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С 0,5 i t |
|
0 0,250,75It |
О 0,5 i t |
0 0,25 |
1t |
О 0,25 |
ft |
|
|
|
|
|
|
|||
0 |
0,000000 |
0,000000 |
0,000000 |
0,000000 |
0,000000 |
|
0,000000 |
|
1 |
0,000008 |
0,000343 |
0,000012 |
0,000292 |
0,000014 |
|
0,000311 |
|
2 |
0,000061 |
0,001371 |
0,000095 |
0,001166 |
0,000107 |
|
0,001244 |
|
3 |
0,000205 |
0,003083 |
0,000318 |
0,002624 |
0,000368 |
|
0,002798 |
|
4 |
0,000486 |
0,005478 |
0,000752 |
0,004665 |
0,000850 |
|
0,004974 |
|
5 |
0,000949 |
0,008555 |
0,001461 |
0,007290 |
0,001652 |
|
0,007773 |
|
6 |
0,001637 |
0,012312 |
0,002609 |
0,010497 |
0,002838 |
|
0,011193 |
|
7 |
0,002595 |
0,016745 |
0,003956 |
0,014288 |
0,004474 |
|
0,015234 |
|
8 |
0,003865 |
0,021852 |
0,005857 |
0,018662 |
0,006624 |
|
0,019898 |
|
9 |
0,005490 |
0,027630 |
0,008262 |
0,023619 |
0,009344 |
|
0,025183 |
|
10 |
0,007512 |
0,034074 |
0,011216 |
0,029159 |
0,012684 |
|
0,031091 |
|
11 |
0,009969 |
0,041180 |
0,014757. |
0,035282 |
0,016689 |
|
0,037620 |
|
12 |
0,012902 |
0,048944 |
0,018918 |
0,041988 |
0,081394 |
|
0,044770 |
|
13 |
0,016348 |
0,057359 |
0,023724 |
0,049278 |
0,026829 |
|
0,052543 |
|
14 |
0,020342 |
0,066420 |
0,029793 |
0,057151 |
0,033015 |
|
0,060938 |
|
15 |
0,024921 |
0,076121 |
0,035337 |
0,065607 |
0,039963 |
|
0,069954 |
|
П р о д о л ж е н и е т а б л . 11
60t |
|
|
Закон |
движения |
|
|
|
I |
и |
Ш |
IV |
V |
VI |
||
|
|||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
16 |
0,030116 |
0,086455 |
0,042160 |
0,074646 |
0,047678 |
0,070592 |
17 |
0,035960 |
0,097415 |
0,049661 |
0,084269 |
0,056161 |
0,089851 |
18 |
0,042482 |
0,108944 |
0,057842 |
0,094474 |
0,065410 |
0,100731 |
19 |
0,049710 |
0,121183 |
0,065701 |
0,105263 |
0,075392 |
0,112229 |
20 |
•0,057669 |
0,133973 |
0,076239 |
0,116635 |
0,086194 |
0,124343 |
21 |
0,066384 |
0,147360 |
0,086456 |
0,128590 |
0,097722 |
0,137069 |
22 |
0,075876 |
0,161329 |
0,097352 |
0,141128 |
0,110001 |
0,150403 |
23 |
0,086165 |
0,173874 |
0,108927 |
0,154249 |
0,123026 |
0,164340 |
24 |
0,097269 |
0,190983 |
0,121181 |
0,167954 |
0,136788 |
0,178876 |
25 |
0,109203 |
0,206647 |
0,134113 |
0,182242 |
0,151280 |
0,194002 |
26 |
0,121979 |
0,222854 |
0,147225 |
0,197113 |
0,166493 |
0,209713 |
27 |
0,135609 |
0,239694 |
0,162015 |
0,212567 |
0,182419 |
0,226000 |
28 |
0,150101 |
0,236855 |
0,176985 |
0,228604 |
0,199046 |
0,247855 |
29 |
0,165460 |
0,274626 |
0,192633 |
0,245224 |
0,216362 |
0,260269 |
30 |
0,181690 |
0,292893 |
0,208960 |
0,262428 |
0,234357 |
0,278232 |
П р о д о л ж е н и е т а б л . 11
60т |
|
|
Закон |
движения |
|
|
|
I |
п |
Ш |
IV |
V |
VI |
||
|
|||||||
|
, Г Ш?)**¥ 2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
31 |
0,198793 |
0,311645 |
0,225966 |
0,280215 |
0,263016 |
0,296735 |
|
32 |
0,216767 |
0,330869 |
0,243652 |
0,298584 |
0,272327 |
0,315762 |
|
33 |
0,235609 |
0,350552 |
0,262015 |
0,317532 |
0,292274 |
0,335306 |
|
34 |
0,255313 |
0,370680 |
0,281058 |
0,337057 |
0,312842 |
0,355353 |
|
35 |
0,275870 |
0,391239 |
0,300780 |
0,357452 |
0,334014 |
0,375890 . |
|
36 |
0,297269 |
0,412215 |
0,321181 |
0,377810 |
0,355775 |
0,396904 |
|
37 |
0,319499 |
0,433594 |
0,342260 |
0,399023 |
0,378107 |
0,418379 |
|
38 |
0,342543 |
0,455361 |
0,364019 |
0,420780 |
0,400991 |
0,440592 |
|
39 |
0,366384 |
0,477501 |
0,386456 |
0,443069 |
0,424408 |
0,462567 |
|
40 |
0,391002 |
0,500000 |
0,409572 |
0,466878 |
0,448338 |
0,485427 |
|
41 |
0,416376 |
0,522841 |
0,433567 |
0,489192 |
0,472762 |
0,508597 |
|
42 |
0,442482 |
0,546010 |
0,457842 |
0,512995 |
0,497859 |
0,532150 |
|
43 |
0,469293 |
0,569489 |
0,492995 |
0,537270 |
0,523007 |
0,556069 |
|
44 |
0,496783 |
0,593264 |
0,508826 |
0,561998 |
0,548785 |
0,580335 |
|
45 |
0,524921 |
0,617317 |
0,535337 |
0,587159 |
0,574969 |
0,604931 |
П р о д о л ж е н и е т а б л . И
|
|
|
Закон |
движения |
|
|
60Т |
I |
II |
Ш |
IV |
V |
VI |
|
||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
s |
6 |
7 |
46 |
0,553676 |
0,641632 |
0,362527 |
0,612732 |
0,601536 |
0,629837 |
47 |
0,583014 |
0,666193 |
0,590391 |
0,638696 |
0,628464 |
0,655036 |
48 |
0,612902 |
0,690983 |
0,618918 |
0,665026 |
0,655730 |
0,680507 |
49 |
0,643303 |
0,715985 |
0,648091 |
0,691699 |
0,683307 |
0,705231 |
50 |
0,674'178 |
0,741181 |
0,677883 |
0,718690 |
0,711172 |
0,732187 |
51 |
0,705490 |
0,766555 |
0,708262 |
0,745972 |
0,739300 |
0,758357 |
52 |
0,737198 |
0,792089 |
0,739191 |
0,773519 |
0,767664 |
0,784718 |
53 |
0,769861 |
0,817765 |
0,770623 |
0,801303 |
0,796240 |
0,811251 |
' 54 |
0,801637 |
0,843565 |
0,802509 |
0,829296 |
0,825002 |
0,857935 |
55 |
0,834282 |
0,869475 |
0,834794 |
0,857469 |
0,858924 |
0,864747 |
56 |
0,867153 |
0,895472 |
0,867318 |
0,885793 |
0,882979 |
0,891668 |
57 |
0,000205 |
0,921542 |
0,900318 |
0,914238 |
0,912140 |
0,918675 |
58 |
0,933394 |
0,947665 |
0,933428 |
0,942775 |
0,941582 |
0,945747 |
59 |
0,966674 |
0,973824 |
0,966678 |
0,971372 |
0,970678 |
0,972859 |
60 |
1,000000 |
1,000000 |
1,000000 |
1,000000 |
1,000000 |
1,000000 |
г д е т ц 1 — абсцисса центра тяжести площади участка / диаграммы; т ц з — абсцисса центра тяжести площади участка / / диаграммы. Подставляя численные значе ния, получим:
"Imax |
1 |
2; б' |
|
= |
|
_ J _ - _ = l , 5 7 . |
||
1 _ 0, 5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Тогда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
" = т | г - ' л 7 |
2 |
- |
|
|
||
По формуле |
(V.60): |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 \ max |
о 1 max . |
п" |
|
ft |
"1 max |
||
|
и |
» |
®3 max |
|
|
|
||
где ftj и (i3 — коэффициенты заполнения участков I |
и II |
диаграммы: |
||||||
|
|
|
2 |
|
2 |
|
|
|
Тогда |
|
ni = — ; |
i v |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
e:f f l aX = - T - = 3.i4; |
e;m a x |
= |
- |
^ = |
2 ,46. |
||
Подставляя |
полученные значения, |
получим: |
|
|
„(1 - 0,3)4 0
P l = 1 +2-1,272 = 7 ' 9 М М "
Для нахождения координаты <pi воспользуемся формулой (V.73): 1 — бср
где, согласно (V.76), |
|
|
|
|
б Ф = |
o + V ) a p |
. |
|
|
|
6р + ( 1 - б р ) ( 1 + / ) 9 1 т а х |
|
||
|
(1 +1,272-2) 0,3 |
|
0,203. |
|
(1 + |
1,272-2)0,3 + (1 —0,3)(1 - f2) 2 |
|||
|
||||
Тогда |
|
|
|
|
|
^ , ( 1 - 0 2 0 8 ) 130 |
^ |
|
Координаты точки В [по формулам (V.70) и (V.74)]:
256
Координаты точки С: Р ш = W |
= 40 мм; ф ш = |
130° (см. табл. 10). |
|||||
Теперь можно |
перейти к |
построению диаграммы |
р (ф) на каждом участке. |
||||
У ч а с т о к |
р а з б е г а |
О—А. Текущие координаты 8 и ф находим по |
|||||
формулам |
(V.33) и (V.34): В = |
Pi0x |
(Tj); ф = |
ф ^ . Выбираем интервал т, = 0,1, |
|||
тогда ф1 = |
35,4-0,1 = |
3,54°. |
|
|
при %1= |
0,1 по табл. 11 в соответ |
|
Для определения |
Pi находим значение 8Х |
ствии с выбранным законом движения типа I . При выбранном интервале •х1 — 0,1 получаем 10 значений 0Х и соответствующих значений Р и ф. Полученные резуль
таты помещаем |
в табл. |
12. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К расчету |
профиля кулачка |
Т а б л и ц а |
12 |
||||
|
|
|
|
|
|
||||
. Участки рабочего |
Номер |
|
т |
е |
Ф, град' |
Э (s), |
мм |
||
хода |
|
точки |
|
||||||
|
|
0 |
|
0 |
0 |
0 |
|
0 |
|
|
|
1 |
|
0,1 |
0,001637 |
3,67 |
|
0,013 |
|
Разбег |
|
2 |
|
0,2 |
0,012902 |
7,2 |
|
0,102 |
|
|
|
10 |
|
1 |
1 |
36,0 |
|
7,9 |
|
|
|
11 |
|
|
|
40,0 |
|
9,64 |
|
|
|
12 |
|
— |
— |
44,0 |
11,38 |
||
Равномерное |
13 |
|
— |
— |
48,0 |
13,12 |
|||
движение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
17 |
|
— |
— |
61,0 |
19,9 |
|
|
|
|
18 |
|
0,9 |
0,843565 |
67,9 |
23,1 |
|
|
|
|
19 |
|
0,8 |
0,690983 |
74,8 |
26,3 |
|
|
Выбег |
|
20 |
|
0,7 |
0,546010 |
81,7 |
29,0 |
|
|
ч |
|
28 |
|
0 |
0 |
130 |
40 |
|
|
У ч а с т о к |
п о с т о я н н о й |
с к о р о с т и |
т о л к а т е л я |
А—В. |
|||||
Текущая координата Р, согласно (V.43), |
имеет вид |
|
|
|
|
||||
Подставляя |
произвольные |
значения |
ф, получаем |
соответствующие |
значе |
||||
ния В. Выбираем интервал ф = |
4° (для 17-й точки интервал ф = |
Г). Получен |
|||||||
ные результаты сводим в табл. 12. |
|
|
|
|
|
|
|||
У ч а с т о к |
в ы б е г а В—К- Текущие координаты Р и ф по (V.46) и (V.47) |
||||||||
имеют вид: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р = Р ш - ( Р ш - Р и ) 9 8 ; |
(Р = Ф Ш - ( Ф Ш - Ф „ ) Т 3 . |
|
|
|
Выбираем интервал т 3 = 0,1. По табл. 11 выбираем значения 9 (т), отвечающие выбранному закону движения типа I I .
9 Н. М. Вальщиков |
257 |
При построении кривой на этом участке необходимо подставлять значений t 3 не с 0 до 1, как на участке разбега, а с 1 до 0, для того чтобы направления коор динатных осей сохранить прежними. Полученные результаты сводим в табл. 12. Участок возвращения, или холостого хода, рассчитывается аналогично.
Используя данные табл. 12, определяют текущие радиус-векторы профиля кулачка или строят профиль кулачка графическим методом.
Кинематический анализ планетарного механизма
Планетарный механизм служит для передачи перемещений от пластин со щупами, установленными в каретке, механизму пялец. Этот механизм разделяется на две части -— правую и левую, кон струкция которых совершенно одинакова. Левая часть планетар ного механизма служит для перемещения пялец в поперечном
Рис. V.17. Схема планетарного механизма (правая половина)
направлении (вправо и влево от работающего), а правая — в про дольном (к работающему и от него).
Рассмотрим конструкцию и работу одной части механизма, например правой (рис. V-17). Эта часть состоит из четырех рычагов поворота А, В, С, D, двух запорных собачек КL и К2 и тринадцати зубчатых колес, образующих систему планетарных и рядовых
зубчатых |
соединений. |
Рычаги |
А и В |
скреплены |
соответственно |
с рамками поворота |
Е и F, а |
рычаги |
С и D — с запорными со |
||
бачками |
Ki и К2- |
|
|
|
|
Все четыре рычага установлены свободно на общей оси аппарата |
|||||
рисунка-' |
На концах |
эти рычаги несут ролики, |
которые входят |
в пазы пластин со щупами. Каждый ролик входит в пазы двух
пластин — одной |
из верхнего, а второй из нижнего ряда. Зубча |
тые колеса z1—z1 |
установлены также на общей оси аппарата |
рисунка. Зубчатое колесо zx находится в зацеплении с колесом z12, |
имеющим общую втулку с колесом z1 3 . |
Ось этих колес закреплена |
|||
на рамке поворота F. Зубчатое колесо |
z13 |
находится в зацеплении |
||
с колесом zs, имеющим общую втулку |
с колесом |
гъ. |
Колесо z5, |
|
в свою очередь, находится в зацеплении |
с колесом |
z1 0 , |
имеющим |
258
общую втулку |
с колесом |
z r i . Ось этих колес жестко |
закреплена |
|
на зубчатом колесе z4 . Зубчатое колесо z n |
находится в зацеплении |
|||
с колесом ze, |
имеющим |
общую втулку |
с зубчатым |
колесом г., |
которое находится в зацеплении с зубчатой рейкой механизма пялец.
Зубчатое колесо z2 входит в зацепление с колесом z8, имеющим общую втулку с колесом z9. Ось этих зубчатых колес закреплена на рамке поворота Е. Зубчатое колесо z9 входит в зацепление с ко
лесом z4 .
Подобная конструкция планетарного механизма необходима для того, чтобы получить различные передаточные отношения, соответствующие перемещениям пялец вперед или назад в про дольном направлении (левая часть механизма аналогичным обра
зом обеспечивает перемещение пялец в поперечном |
направле |
нии). Механизм обеспечивает перемещение пялец на |
величину |
от 0,1 до 4,0 мм с интервалом 0,1 мм. Таким образом, с помощью этого механизма могут быть получены 40 различных перемещений
водном направлении и столько же в противоположном.
Врассматриваемом механизме (в каждой половине) имеются четыре ведущих звена — рычаги А, В, С к D, которые повора чиваются вокруг оси на угол 30° при воздействии на них пластин. Если поворачивается рычаг А при неподвижных остальных рыча гах, то передаточное отношение механизма соответствует переме щению пялец на величину 0,1 мм в прямом или-обратном направ лении, в зависимости от того, в какую сторону поворачивается рычаг А (вверх или вниз). Поворот рычага В при остальных
неподвижных рычагах соответствует перемещению |
пялец на |
0,9 мм; рычаг С обеспечивает перемещение на 2,7 мм, рычаг D — |
|
на 0,3 мм. |
|
В тех случаях, когда одновременно поворачиваются |
несколько |
рычагов, общее перемещение пялец равно сумме или разности пере
мещений, |
вызываемых |
той |
или другой цепью, в зависимости |
|
от направления |
поворота |
рычагов. Сочетания из перемещений |
||
0,1; 0,3; |
0,9;~2,7 мм и —0,1; —0,3; —2,7 мм обеспечивают любые |
|||
перемещения через 0,1 |
мм |
от —4,0 до +4,0 мм. |
||
Для примера рассмотрим работу механизма при получении |
||||
стежков |
длиной |
0,1 мм |
и |
2,7 мм. |
Как уже указывалось, стежок длиной 0,1 мм получается при повороте рычага А. При движении каретки обратно в исходное положение правая пластина поворачивает рычаг А обратно на угол 30°, однако этот поворот является уже рабочим ходом ры чага, так как при этом механизмы тормоза и дуг-замыкателей подготовят зубчатую передачу к работе.
Вместе с рычагом А повернется и жестко соединенная с ним рамка Е, которая переместит ось и зубчатые колеса z8 и z9 на тот же угол. В это время находящиеся в зацеплении друг с другом
колеса гг, |
z1 2 , |
z1 3 , z3 и z5 стоят неподвижно |
вследствие торможе |
ния колес |
гх |
и z2 запорными собачками К\ |
и К%- |
о* |
|
• |
259 |