Курсовая работа: Проектирование привода пресс-автомата с плавающим ползуном

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПЕРЕДАТОЧНЫХ ФУНКЦИЙ

Кинематическими характеристиками являются: перемещение, траектории движения, скорости звеньев и характерных точек механизма. Задачу определения кинематических характеристик решим графо-аналитическим методом, который основан на построении ряда последовательных положений звеньев механизма и соответствующих им планов скоростей.

Механизм привода пресс-автомата с плавающим ползуном в масштабе μL=0,006 м/мм изобразим в двенадцати положениях. Положение механизма задаётся положением кривошипа 1. Каждое последующее положение кривошипа 1 отличается от предыдущего на 30ْ . Первое, крайнее, положение механизма соответствует началу рабочего цикла. В каждом из положений определим линейные скорости кинематических пар, центров тяжести весомых звеньев, а также угловые скорости звеньев. Угловую скорость кривошипа 1 будем считать, в соответствии с исходными данными, постоянной и равной единице, так как необходимые необходимые кинематические передаточные функции представляют собой отношения соответствующих линейных и угловых скоростей к угловой скорости ведущего звена, т.е. мы сразу находим кинематические передаточные функции.

Вектор скорости точки в сложном движении представим в виде суммы двух векторов: вектора скорости точки, принятой за полюс и вектора скорости точки в относительном движении.

В качестве примера рассмотрим построение плана скоростей для третьего положения механизма (Рисунок 5). Сначала выберем масштаб μv=0,0007 (м/с)/мм, затем выберем полюс P3, от которого в выбранном масштабе будем откладывать векторы линейных скоростей.

Определим линейные скорости точек А, В2, В4, С, Е и угловые скорости звеньев: второго звена (шатун 2)ω2 и пятого (кулиса 5) ω5.

Из полюса P3, перпендикулярно отрезку О1А откладываем в выбранном масштабе вектор V А линейной скорости точки А, для этого воспользуемся формулой

lvi =V/μv , (1)

где V – скорость точки (м/с), μv – масштаб вектора скорости ((м/с)/мм).

V=μv*lvi

На плане скоростей вектору V А соответствует вектор а . Величина вектора V А будет одинакова для всех положений механизма и равна:

V А=ω1 *l1 =1рад*0,05м=0,05 (м/с).

На плане скоростей из полюса P3 отложим вектор а длиной:

а= V А/ μv=0,05/0,0007=71,5 мм.

Далее для определения скорости точки С воспользуемся векторным равенством:

V С= V А+ V СА , (2)

где V С – абсолютная скорость точки С , вектор, который перпендикулярен кулисе 5, V ?? линейная скорость точки А (известная и по величине и по направлению), V СА – вектор скорости точки С , принадлежащей кулисе 5, в относительном вращательном движении шатуна 2 вокруг полюса А .Вектор скорости V СА перпендикулярен отрезку СА. Для построения вектораV С , которому на плане скоростей соответствует вектор с , через конец вектора а проведём прямую, перпендикулярную отрезку АС , на ней будет расположен векторV СА ,которому на плане скоростей соответствует вектор са. Далее из полюса P3 проводим прямую, параллельную вектору скорости точки С (перпендикулярно О2С ). Пересечение этих двух прямых задаст оба искомых вектора, модули которых будут равняться:

V С= μv*с =0,0007*67=0,0469 (м/с) , V СА = μv*са =0,0007*43=0,0301 (м/с).

Теперь зная скорость V СА, можно найти угловую скорость звена АС (шатуна 2):

ω2=V СА/ l2 =0,0301/0,6=0,05 (рад/с).

Зная ω2, найдём скорость точки В2 с помощью выражения

VB 2 =V А+ VB 2А , (3)

где VB 2 – абсолютная скорость точки В2, V А – линейная скорость точки А , VB 2А – скорость точки В2 в относительном движении.

Вектор скорости VB 2А перпендикулярен отрезку АС . Так как направление вектора

VB 2А перпендикулярно отрезку АС , а его модуль равен

VB 2А =ω2*lАВ =0,05*0,3=0,015

(м/с), то необходимо из конца вектора а на плане скоростей отложить отрезок длиной b 2 a =VB 2А /μv=0,015/0,0007=21,4 (мм) (вектору VB 2А на плане скоростей соответствует вектор b 2 a ) и соединить его конец с полюсом P3. Полученный вектор b 2 является вектором скорости точки В2 - VB 2 , модуль которого равен:

VB 2 =μv*b 2 =0,0007*65=0,0455 (м/с).

Скорость точки Е можно определить по принадлежности кулисе 5, которая совершает возвратно-вращательное движение: