04

ЗАДАНИЕ № 4

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ ПОПЕРЕЧНО-СТРОГАЛЬНОГО СТАНКА С КАЧАЮЩЕЙСЯ КУЛИСОЙ

Краткое описание работы механизмов станка

 

Поперечно-строгальный станок предназначен для строга­ния поверхностей. Станок имеет следующие основные узлы: станина 1, ползун 2 с резцовой головкой 3, стол 4 (рис. 3—1). Привод состоит из зубчатой передачи Z₄, Z₅, планетарного редуктора 6 и электродвигателя 7 (рис. 3—2 а).

Рис. 3—1. Общий вид поперечно-строгального станка с качающейся кулисой.

Рис. 3—2. a) Схема кривошипно-кулисного и кулачкового механизмов.

б) Диаграмма сил сопротивления.

Резание металла осуществляется резцом, закрепленным в резцовой головке, при его возвратно-поступательном дви­жении в горизонтальном направлении. Для движения ползуна с резцовой головкой используется шестизвенный кривошипно-кулисный механизм с качающей­ся кулисой (рис. 3—2а), состоящий из кривошипа 1, камня 2, кулисы 3, ползунов 4 и 5. Диаграмма сил сопротивления движению ползуна 5 показана на рис. 3—2 б. 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 (скорость поступательного движения при рабочем ходе) выбирается в зависимости от условий обработки. Во время перебегов в конце холостого и в начале рабоче­го ходов осуществляется перемещение стола на величину подачи с помощью ходового винта. Поворот винта произво­дится посредством храпового механизма, состоящего из ко­лёса 10, рычага 11 с собачкой, тяги 9 и качающегося толка­теля 8 (рис. 3—2 а).

Рис. 3—3. Законы изменения ускорений толкателя кулачкового механизма.

Поворот толкателя 8 осуществляется от дискового кулачка, который выполнен в виде паза в теле зубчатого колеса Z₅. Регулирование подачи стола производится путем изменения длины рычага LN, что позволяет изменять количество зубьев, захватываемых собачкой, и, следовательно, обеспечивает поворот ходового винта на требуемый угол. При проектировании кулачкового механизма необходимо обеспечить заданный закон движении толкателя (рис. 3—3) и осуществить подачу стола во время заднего перебега (о конце холостого и в начале рабочего ходов) в соответствии с циклограммой, приведенной на рис. 3—4.

Рис. 3—4. Циклограмма работы механизмом строгального станка.

При проектировании и исследовании механизмов привода и подачи станка считать известными параметры, приведен­ные в табл. 3—1.

     Примечание:

Веса и моменты инерции звеньев механизма даны ориентировочно. Массой звеньев 2 и 4 пренебречь.

Исходные данные.

Таблица 3-1

Наименование  параметра	Обозначение	Размерность	Численные значения для вариантов
			1	2	3	4	5	6	7	8
Максимальная длина хода ползуна	Н	м	0,4	0,45	0,5	0,4	0,45	0,5	0,4	0,45
Длина перебега резца в долях от хода Н	lп	м	0,05	0,06	0,05	0,05	0,05	0,07	0,06	0,05
Число оборотов кривошипа	n1	об/мин	80	94	66	78	112	98	62	54
Коэффициент изменения средней скорости ползуна	Kv	----	1,48	1,5	1,6	1,45	1,5	1,65	1,54	1,48
Число оборотов электродвигателя	nд	об/мин	1420	1420	1440	950	950	1410	1432	1447
Межосевое расстояние между опорами кривошипа и кулисы	lOC	м	0,3	0,38	0,36	0,35	0,34	0,38	0,36	0,35
Сила резания	Pрез	Н	2000	1800	1700	2000	1900	1600	2000	1500
Сила трения между ползуном и направляющими	Fтр	Н	200	180	170	200	190	180	160	200
Вес ползуна	G5	Н	700	720	650	760	680	750	760	680
Вес кулисы	G3	Н	260	200	200	220	190	240	260	180
Момент инерции кулисы относительно оси, проходящей через её центр тяжести	I3S	кг·м^2	2,5	1,1	1,1	1,3	0,9	1,7	1,3	0,9
Отношение расстояния от точки С до центра тяжести кулисы к длине кулисы		----	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5
Координата центра тяжести ползуна	lS5	м	0,14	0,152	0,164	0,186	0,19	0,154	0,146	0,18
Вылет резца	lр	м	0,10	0,08	0,095	0,08	0,10	0,095	0,08	0,10
Коэффициент неравномерности вращения кривошипа		----	1/25	1/20	1/20	1/25	1/20	1/25	1/20	1/25
Маховой момент ротора электродвигателя	mDд^2	кг·м^2	0,19	0,42	0,35	0,3	0,25	0,2	0,32	0,35
Маховой момент зубчатых механизмов, приведенный к валу электродвигателя	mD^2	кг·м^2	0,35	0,65	0,65	0,55	0,5	0,45	0,65	0,55
Максимальный подъем толкателя	h	м	0,047	0,039	0,045	0,035	0,030	0,037	0,049	0,047
Длина толкателя	lBN	м	0,15	0,12	0,15	0,14	0,13	0,15	0,16	0,18
Максимально допустимый угол давления на толкателе		рад	0,61	0,58	0,61	0,58	0,61	0,58	0,61	0,58
Соотношения между величинами ускорений толкателя	a1/a2	----	2,5	3	2	2,3	2,7	1,5	3,5	2,4
Модуль зубчатых колес Z4, Z5	m	мм	2,5	3,5	3	4	5	2	2,5	3
Число зубьев колеса 4	z4	----	14	12	12	12	13	12	14	13
Число зубьев колеса 5	z5	----	20	23	21	21	23	26	28	29
Число сателлитов в планетарном редукторе	К	----	3	3	3	3	3	3	3	3
Законы изменения ускорений толкателя кулачкового механизма	вариант	----	а	б	а	б	а	б	а	б