Содержание

1. Технико-экономическое обоснование выбора схемы машины.

1. Проведение литературных и патентных исследований.

Описание прототипа.

2. Пояснения к выбору структуры долбёжного станка.

3. Оценки энергопотребления проектируемого долбёжного станка.

2. Определение параметров схемы долбёжного станка.

   1. Расчёт привода

      1. Выбор электродвигателя и вида понижающей передачи

   3. Выбор и синтез несущего механизма.

      1. Синтез механизма поперечной подачи стола.

      2. Синтез кулачкового механизма.

      3. Проектирование винтового и храпового механизмов

      4. Синтез шарнирного двухкоромыслового четырёхзвенника привода

собачки.

4. Динамический синтез станка.

1. Расчёт масс и моментов инерции звеньев и механизмов.

2. Расчёт обобщённой инертности масс станка.

3. Определение расхода материалов и энергии при запуске.

2. Исследование схемы долбёжного станка.

1. Исследование установившегося движения главного вала станка.

2. Определение реакций в кинематических парах станка.

1. Определение ускорений.

2. Расчёт сил инерции

3. Определение реакции в кинематических парах

2. Определение мгновенного к.п.д., оценка интенсивности износа

кинематических пар. 13

3. Краткий вывод и результаты.

Список использованной литературы

Введение.

Проектирование – важнейшая составная часть подготовки студента профессии инженера-механика. Оно начинается в курсе ТММ, проводится в каждом семестре и заканчивается в дипломном проекте; на промышленных предприятиях оно является неотъемлемой частью работ по подготовке к совершенствованию нового производства.

В Республике Беларусь и других странах СНГ машины проектируют в Единой Системе Конструкторской Документации (ЕСКД – ГОСТ 2303-68). Эта система выверена методически, обеспечивает взаимную увязку и высокое качество проектно-конструкторских работ. Знакомство будущего инженера-механика с основными положениями этой системы является совершенно необходимым.

Предлагаемое пособие позволяет курсовое проектирование по ТММ осуществлять в рамках первого этапа ЕСКД – этапа «разработки технического предложения», а задание на проектирование включает наиболее общие критерии работы машин (производительность, скорость процесса обработки и т.п.). В такой постановке проект по ТММ может служить началом курсового и дипломного проектирования на машиностроительных и механических факультетах ВУЗов.

Долбёжный станок – металлорежущий станок строгательного типа с вертикальным возвратно-поступательным движением резца и прямолинейным периодическим движением подачи, совершаемым изделием (установленным на столе) Некоторые долбёжные станки имеют круглые столы, сообщающие изделию вращательное периодическое движение подачи. Долбёжный станок применяют для обработки труднодоступных наружных и внутренних поверхностей, пазов и канавок (в том числе несквозных) любых профилей. В деревообработке долбёжный станок – станок для выборки прямоугольных и овальных пазов и отверстий с помощью фрезерных цепочек, полых долот или плоских резцов.

. ТЕХНИНО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА СХЕМЫ ДОЛБЁЖНОГО СТАНКА С КАЧАЮЩЕЙСЯ КУЛИСОЙ.

.. Проведение литературных и патентных исследований. Описание прототипа.

Прототип - известное техническое решение со свойствами, близкими к заданным. В процессе проектирования машины он служит своеобразным ориентиром для получения решения с требуемыми свойствами. Цели проектирования достигают обоснованным изменением параметров выбранного прототипа.

Станок имеет следующие основные узлы: станину 1, ползун 2 с резцовой головкой, стол 3, электродвигатель 4, коробку скоростей 5 и передаточные механизмы (рис.1.1).

Рис. 1—1. Общий вид долбежного станка с качающейся кулисой

Резание металла осуществляется резном, закрепленным в резцовой головке, при его возвратно-поступательном движения в вертикальном направлении. Для движения резца используется шестизвенный кривошипно-кулисный механизм с качающейся кулисой, состоящий из кривошипа 1, камня 2, кулисы 3, поводка 4 и ползуна 5 (рис. 1-2).

Рис. 1—2.Схема кривошипно-кулисного механизма движения резца и кулачкового механизма подачи стола.

Ход ползуна Н выбирается в зависимости от длины l_д обрабатываемой поверхности с учетом перебегов l_п в начале и конце рабочего хода. Длина хода ползуна может изменяться при наладке станка для обработки конкретных деталей. Средняя скорость резания v_рез (скорость поступательного движения при рабочем ходе ползуна) выбирается в зависимости от условии обработки и обеспечивается при помощи привода, состоящего из электродвигателя 4, ременной передачи, коробки скоростей 5, зубчатой передачи и кулисного механизма (рис. 1-1). Подача охлаждающей жидкости в зону резания обеспечивается при помощи 'шестереночного насоса Z₁, Z₂ (рис. 1-1) и системы трубопроводов (на рисунке не показаны).Число двойных ходов ползуна в минуту, равное числу оборотов кривошипа n₁, определяют по заданной скорости резания v_рез с учетом коэффициента К_v изменения средней скорости. Во время перебега в конце холостого и начале рабочего ходов (см, циклограмму на рис. 1-3) осуществляется. Перемещение стола на величину подачи с помощью ходового винта. Поворот винта производится посредством храпового механизма, состоящего из колеса 9, рычага 8 с собачкой 10, тяги 7 и толкателя 6 (рис. 1-2). Поворот толкателя 6 осуществляется от дискового кулачка, закрепленного нa одном валу с кривошипом. Регулирование подачи стола производится путем изменения длины рычага МN, что позволяет изменять количество зубьев, захватываемых собачкой и, следовательно, обеспечивает поворот ходового винта на требуемый угол. При проектировании кулачкового механизма необходимо обеспечить заданный закон изменения ускорения при движении толкателя (рис. 1-4) и осуществить подачу во время верхнего (в конце холостого и начале рабочего ходов) перебега резца в соответствии с циклограммой (рис. 1-3). При проектировании и исследовании механизмов привода и подачи станка считать известными параметры, приведенные в табл.1-1.

Рис 1—3. Циклограмма работы механизма долбежного станка.

Рис. 1—4. Закон изменения ускорения толкателя кулачкового механизма.

1.2. Пояснения к выбору структуры долбёжного станка.

Структуру долбёжного станка - прототипа принимаем за основу. В состав станка включаем источник движения - нерегулируемый электродвигатель I (рис.1.2.), несущий механизм 2, который обеспечит преобразование вращательного движения электродвигателя в требуемое возвратно-поступательное движение рабочего органа 3, зубчатый механизм 4, снижающий частоту вращения вала электродвигателя до требуемой частоты вращения входного звена несущего механизма, механизм 5 поперечной подачи стола 6, состоящий из коромыслового кулачкового, шарнирного четырехзвенного, храпового и винтового механизмов.

Для динамической устойчивости машинного техпроцесса, снижения тепловых потерь электродвигателя, защиты его от перегрузок, в конечном счете, для повышения к.п.д, в состав станка при необходимости будет введена дополнительная маховая масса в виде махового колеса 7.

В результате получаем предварительную блок-схему станка, которую далее принимаем за основу.

Рис 1.2. Предварительная блок-схема поперечно-строгального станка.

1. Электродвигатель приводной

2. Механизм несущий

3. Рабочий орган (резец)

4. Механизм зубчатый

5. Механизм поперечной подачи

6. Стол с обрабатываемым объектом (деталь)

7. Маховик

В дальнейшем (в главе 2) определим параметры этой схемы, уточним расположение её элементов.

1.3. Оценки энергопотребления проектируемого долбёжного станка.

Рассматриваемый долбёжный станок относится к технологическим машинам и основной расход энергии приходится на установившееся движение.

За один полный цикл установившегося движения работа двигателя () расходуется на преодоление сил полезного () и вредного () сопротивлений:

поскольку работа других сил - потенциальных (веса, упругости) и сил инерции за цикл установившегося движения равна нулю.

Работу сил трения () учитываем с помощью к.п.д. (). Тогда за цикл:

Работу полезных сил () определяем, интегрируя график полезных сил:

Построив график полезных сил в функции перемещения рабочего звена (резца) (см. приложение 2), находим площадь, охватываемую этим графиком, и эту площадь приравниваем работе полезных сил:

Передаточный механизм от вала двигателя 1 (рис.1.2.) к рабочему органу – резцу 3 включает зубчатый 4 и несущий рычажный 2 механизмы. Поэтому его к.п.д.

где и- цикловые к.п.д. зубчатого и рычажного механизмов.

Предполагая, что зубчатый механизм будет включать планетарную и простую компенсирующую передачу, его к.п.д. ориентировочно оцениваем как (/2 / стр.322-333):

Предполагая далее, что рычажный механизм будет шестизвенным (как у станка-прототипа), цикловой его к.п.д. в первом приближении оцениваем как:

Тогда искомый к.п.д. передаточного механизма:

и работа двигателя за цикл движения составит:

Для полной обработки детали требуется

циклов

При этом затраты энергии на обработку одной детали составляют

= ·k^* = 1·60^-2·209 = 0.058 кВт·час,

а потребление ее из сети достигает

где - к.п.д. современных асинхронных электродвигателей.

Полученное значение Q^* обсуждается с руководителем проекта и используется при составлении планов выпуска изделий в пределах лимитов, выделяемых предприятию на энергию.

2.ОПРЕДЕЛЕНИЁ ПАРАМЕТРОВ СХЕМЫ ДОЛБЁЖНОГО СТАНКА