2.2. Выбор и синтез несущего механизма.

Несущий механизм связан с рабочим органом, и должен обеспечивать ему возвратно-поступательное движение с высоким показателем коэффициента производительности η^*. Найдем величину этого коэффициента.

По определению /9/ коэффициент производительности машины представляет собой отношение η^* = t_ОБ/T , указывающее, какую часть время обработки изделия t_ОБ составляет в общем времени T рабочего цикла.

Величину t_ОБ находим как: ,

где, в свою очередь, ход резца (связан с выходным ползуном несущего механизма): S = l_Д + 2s₁,

Перебег резца s₁ = 0.08 S (/1/ стр. 237) необходим для гарантированной обработки детали по всей её длине и предотвращения поломки резца при поперечной подаче стола (её осуществляют за время перебега в конце холостого и начале рабочего ходов). Тогда:

,

Такое значение η^* получим за счёт надлежащего выбора несущего рычажного механизма, непосредственно связав с его ведомым звеном рабочий орган (резец) станка.

Величину изменения средней скорости ведомого звена этого механизма находим как:

Где- время движения звена в прямом направлении, во время рабочего хода резца;

- время движения звена в обратном направлении, при холстом ходе резца;

Из простейших четырехзвенных рычажных механизмов возвратно-поступательное движение рабочему органу могут обеспечить механизмы:

1. кривошипно-ползунный

2. синусный

3. тангенсный.

Однако, у тангенсного механизма ведущее звено не может быть кривошипом (что необходимо для соединения с выходным валом редуктора), а синусный механизм имеет коэффициент η^* = 0.5 независимо от размеров его звеньев. Исследуем возможности кривошипно-ползунного механизма.

На рис. 2.2. изображен кривошипно-ползунный механизм в двух крайних его положениях – ОA`CD` и ОА``CD``.

РассмотримAOC и A`OC:

• CO общая сторона;

• CA`=CA;

• AO=AO`=r;

Значит AOC и A`OC равны, откуда AOC = A`OC=60⁰.

Примем r=OA=OA`=0,15(м), тогда:

Значит звено CT=CT`CA+r=0,45, примем равным CT=CT`=0,5(м).

Примем CD=0,3 , тогда DCD` равносторонний (CD=CD` и D`DC=DCD`=CD`D). Так как S=0,3 и DD`=0,3(м), то F`E`D`=FED=90⁰.

Примем FE=ED=0,1(м) и F`E`=E`D`=0,1(м) соответственно.

Рассмотрим D``CD` (положение, при котором звено CD максимально приближено к линии FF`).

D``CD`=Q/2=30⁰

Значит проекция D`C будет равна:

Значит звено CD не будет пересекать линию F`F. Условие существования CD осуществляется, значит, все принятые величины можно считать верными.

FE= 0,1(м); ED= 0,1(м); DC=0,3(м); CA= 0,3(м); CT=0,5(м); r=OA=0,15(м); Q=60⁰ ; =30⁰ ; звено FE перпендикулярно FF`.

Полученные абсолютные размеры звеньев и значение угла и Q используем при построении несущего механизма. Характерными считаем крайние положения, положения экстремумов углов давления, в качающейся кулисе ACDEF, положения начала и конца действия полезных нагрузок, другие характерные точки их графика, положения экстремумов скоростей звеньев (энергии масс), ускорений и сил инерции и др. Практически приходиться строить 8÷12 характерных положений (лист 1 приложения 3).

План положений используем для:

1. Проверки результатов синтеза (удовлетворяемости входных данных - величин и др.);

2. Определения объема, занимаемого механизмом в машине при её работе;

3. Построения циклограммы совместной работы механизмов (в функции угла поворота главного вала машины), определения фазовых углов в кулачковом механизме, при определении скоростей и ускорений звеньев и их точек и т.п.

Откладывая 0.0005м длины звена в одном мм. чертежа (масштаб ), размеры на чертеже 1 (приложение 3) изображаем в отрезках: FE= 20(мм); ED=20(мм); DC=60(мм); CA= 60(мм); CT=100(мм); r=OA=30(мм); Построения проводим с помощью метода засечек, начиная от звена, положение которого известно. Обычно таким звеном является входной кривошип (ОА), либо рабочий орган (ползун A). Положения, представленные на чертеже 1 (приложение 3), соответствуют:

0 и 6 – началу и концу прямого хода рабочего органа (экстремальным углам давления в механизме),

1 и 5 – началу и концу действия полезных нагрузок;

2,3 и 4 – характерным точкам графика нагрузок,

7 – началу перебега резца в конце холостого хода.

Положения 1,2,4 и 7 поясняются дополнительно при описании синтеза кулачкового механизма.