Курсовая работа: Проектирование привода пресс-автомата с плавающим ползуном
Рисунок 1. Кинематическая схема пресс-автомата:
1- кривошип;
2- шатун;
3- ползун;
4- пуансон;
5- кулиса;
6- лента;
7- матрица.
ОПИСАНИЕ УСТРОЙСТВА И РАБОТЫ МЕХАНИЗМА
Пресс-автомат предназначен для обработки деталей давлением. Технологический цикл механизма начинается в положении 1 (рисунок 1), в этот момент времени пуансон в крайнем левом положении. Совершая вращательное движение по часовой стрелке кривошип 1 приводит в движение через цилиндрический шарнир А шатун 2 , который через цилиндрический шарнир С закреплен на, совершающей возвратно-вращательное движение, кулисе 5 . Кулиса 5 закреплена на не подвижном цилиндрическом шарнире. Шатун 2 через шарнир В приводит в движение ползун, который движется по эллиптической траектории. Ползун передает усилие на штангу, приводящую в движение пуансон 4 , который совершает возвратно-поступательное движение и, входя в матрицу 7 , штампует, подаваемую между ними, ленту 6 .
В положении n1 когда пуансон прошел 40% от пути, он соприкасается с лентой сила сопротивления равна 0 . Далее на интервале [0,4;0,8] Smax сила сопротивления возрастает по линейному закону F=S/0,4-1 после чего скачкообразно приобретает значение нуля, которое остается неизменным до конца максимального перемещения Smax =100 мм . Последний этап необходим для полной продавливаемости ленты. Затем пуансон возвращается в свое первоначальное положение, (механизм работает в режиме холостого хода).
КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМА
Траектория движения, перемещения, скорость звеньев и характерных точек являются кинематическими характеристиками механизма. Для решения задачи определения кинематических характеристик можно воспользоваться графоаналитическим методом. Суть данного метода заключается в построении ряда положений звеньев механизма и соответствующих им планов скоростей. После проведенного синтеза, механизм изобразим в двенадцати положениях в масштабе 0,006 м/мм. Каждое положение отличается от предыдущего на угол поворота равный p/6 радиан. В каждом из положений определим линейные скорости кинематических пар, центров тяжести весомых звеньев, а также угловые скорости последних. Угловая скорость кривошипа ω1 постоянна и в последующих расчётах для удобства примем её равной единице, т.о. все получаемые скорости будут смасштабированны ω1 в раз.
СИНТЕЗ ПЛОСКОГО РЫЧАЖНОГО МЕХАНИЗМА
Первым этапом проектирования данного механизма является синтез его кинематической схемы (рисунок 3).Выполняя эту операцию, будем учитывать следующие факторы:
· обеспечение необходимого хода исполнительного звена;
· проворачиваемость звеньев;
· обеспечение оптимальных углов давления.
При синтезе кинематической схемы привода пресс-автомата с плавающим ползуном необходимо проделать следующее. Необходимый ход исполнительного звена изображён на рисунке 3 отрезком BB ’ . Выберем масштаб μ L =0,006 м/мм. Затем значение Smax =0,1 м из задания на курсовое проектирование (Таблица 1) поделим на выбранный масштаб и получим.
BB ’ =0,1/0,006=16,8 мм
На горизонтальной прямой (Рисунок 3) отметим отрезок BB ’ . Из точки B проведём окружность радиусом l 2 / 2=6*Smax / 2*μ L =6*0,1/2*0,006=50 мм, затем аналогично проведём окружность из точки B’. При пересечении окружностей и прямой получаем соответственно точки A , C и A ’, C ’ .
Из точек C и C ’ проводим две дуги радиусом
l 5 =2,1*Smax /μ L =2,1*0,1/0,006=35 мм.
Точка пересечения дуг определяет положение опоры О2 .
Далее требуется определить положение опоры О1 и длину кривошипа l 1. Точка А соответствует начальному положению механизма (т.е. крайнему левому), точка ?? соответствует положению кривошипа в тот момент, когда механизм прошёл половину технологического цикла (т.е. крайнему правому положению). Учитывая это обстоятельство, можно найти длину кривошипа
l 1 =АА’ /2=Smax /2*μ L =0,1/2*0,006=8,4 мм.
Отложив от точки А по прямой расстояние АА’ /2 равное длине кривошипа l 1 =8,4 мм, получим положение опоры О1.
Окружность радиусом l 1 =О1А= 8,4 мм представляет собой траекторию движения точки А кривошипа втечение всего технологического цикла.
Задав и определив в процессе синтеза размеры и положение звеньев, а также положение опор, мы убеждаемся в выполнении условия проворачиваемости звеньев в кинематической цепи:
l 2 >l O 1 O 2- l 5 + l 1
Углы между направлением действия силы и векторами скоростей соответствующей ведомой кинематической пары, в нашем случае θс и θс’ , в крайних положениях минимальны, следовательно, минимальны потери энергии на трение, максимален коэффициент полезного действия, маловероятно заклинивание механизма.