Привод зубодолбёжного полуавтомата
Зубодолбёжный полуавтомат предназначен для нарезания методом огибания прямозубых цилиндрических колёс с внутренними зубьями. Основным механизмом полуавтомата (рис. 6.1) является кривошипно-коромысловый механизм 5. На его коромысле, совершающем качательное движение, закреплён зубчатый сектор, входящий в зацепление с кольцевой рейкой штанги 7. На штанге закреплён долбяк – инструментальное зубчатое колесо. В процессе нарезания заготовка и долбяк находятся в зацеплении и принудительно вращаются вокруг своих осей. Привод вращения заготовки и долбяка на схеме не показан.
Кривошип приводится во вращение электродвигателем 1 через редуктор 3, служащий для понижения угловой скорости и увеличения крутящего момента. Вал электродвигателя соединён с входным валом редуктора упругой муфтой 2. Выходной вал редуктора соединён с кривошипом компенсирующей муфтой 4. Для обеспечения требуемой равномерности вращения на кривошипе установлен маховик 6.
Рабочий цикл совершается за один оборот кривошипа. При рабочем ходе штанга 7 с долбяком движется вниз. Процесс резания начинается после перемещения долбяка на расстояние 0,1Н от крайнего верхнего положения. Во время резания на зубчатый сектор коромысла действует (рис. 6.2) сила полезного сопротивления F΄nс. При обратном ходе на зубчатый сектор действует сила F ˝nс.
Данные для кривошипно-коромыслового механизма и одноступенчатого редуктора с коническими прямозубыми колёсами см. в табл. 6.1 и 6.2.
В табл. 6.3 приведены данные для синтеза эвольвентного зубчатого зацепления.
Таблица 6.1. Данные для кривошипно-коромыслового механизма
| Параметр | Размер-ность | Варианты задания | |||||||||||
| lOC | мм | ||||||||||||
| lОА | мм | ||||||||||||
| lАВ | мм | ||||||||||||
| lBC | мм | ||||||||||||
| lCД | мм | ||||||||||||
| lOS 2 | мм | ||||||||||||
| lAS 3 | мм | ||||||||||||
| m2 | кг | 6,2 | 5,4 | 5,1 | 4,8 | 5,7 | 4,6 | ||||||
| m3 | кг | 4,5 | 5,5 | 7,1 | 6,2 | ||||||||
| m4 | кг | 7,5 | 5,5 | 6,5 | 4,5 | 5,0 | 5,3 | 6,2 | 5,5 | 6,5 | 5,8 | ||
| ЈS 3 | кг·м2 | 0,03 | 0,022 | 0,024 | 0,026 | 0,012 | 0,015 | 0,015 | 0,03 | 0,017 | 0,025 | 0,025 | 0,023 |
| ЈS 4 | кг·м2 | 0,045 | 0,03 | 0,036 | 0.04 | 0,04 | 0,03 | 0,03 | 0,05 | 0,06 | 0,05 | 0,032 | 0,03 |
| ω2 | рад/с | 16,3 | 16,1 | 18,1 | 18,3 | 20,6 | 20,6 | 23,2 | 23,2 | 20,6 | 18,4 | 18,2 | 20,6 |
| F΄nс | кН | 3,2 | 3,0 | 3,5 | 3,5 | 2,9 | 4,0 | 3,7 | 3,4 | 3,6 | 3,6 | 3,2 | 3,4 |
| F ˝nс | Н | ||||||||||||
| ηM | - | 0,93 | 0,92 |
Таблица 6.2. Данные для редуктора
| Параметр | Варианты задания | |||||||||||
| U | 4,5 | 4,5 | 3,55 | 3,55 | 3,15 | 3,15 | 3,55 | 3,55 | ||||
| Кпер. | 1,8 | 1,6 | 1,7 | 1,5 | 1,6 | 1,7 | 1,9 | 1,8 | 1,8 | 1,9 | 1,6 | 1,5 |
| Материал шестерни | Сталь 45 | Сталь 50Г | Сталь 40Х | |||||||||
| Материал колеса | Сталь 40 | Сталь 45 | Сталь 40Х | |||||||||
| Термообработка шестерни | Улучшение | |||||||||||
| Термообработка колеса | Нормализация | Улучшение | ||||||||||
| Режим нагружения | Постоянный | |||||||||||
| Расчётный ресурс, ч. |
Таблица 6.3. Данные для синтеза эвольвентного зубчатого колеса
| Параметр | Варианты задания | |||||||||||
| m , мм | 1,25 | 1,5 | 1,75 | 2,25 | 2,5 | 3,5 | 4,5 | |||||
| z1 | ||||||||||||
| z2 |
ЗАДАНИЕ 7
ПРИВОД МЕХАНИЗМА ЗАГРУЗКИ ТРАНСПОРТЁРА
Для загрузки транспортёра (рис. 7.1) использован кривошипно-коромысловый механизм (6), разработанный Чебышевым. Траектория точки Е шатуна этого механизма на некотором участке близка к прямой.
Кривошип приводится во вращение электродвигателем 1 через редуктор 3, служащий для понижения угловой скорости и увеличения крутящего момента. Вал электродвигателя соединён с входным валом редуктора упругой муфтой 2. Выходной вал редуктора соединён с кривошипом компенсирующей муфтой 4. Для обеспечения требуемой равномерности вращения на кривошипе установлен маховик 5.
Рабочий цикл механизма загрузки транспортёра осуществляется за один оборот кривошипа. При зубчатом ходе точка Е шатуна движется вправо. В начале прямолинейного участка траектории точки Е шатун упирается в изделие и перемещает его на расстояние hЕ со стола накопителя на транспортёр.Обратный ход является холостым. Диаграмма сил полезного сопротивления приведена на рис. 7.2.
Данные для кривошипно-коромыслового механизма и одноступенчатого редуктора с цилиндрическими косозубыми колёсами см. в табл. 7.1 и 7.2.
В табл. 7.3 приведены данные для синтеза эвольвентного зубчатого зацепления.
Таблица 7.1. Данные для кривошипно-коромыслового механизма
| Параметр | Размер-ность | Варианты задания | |||||||||||
| lOC | мм | ||||||||||||
| lОА | мм | ||||||||||||
| lАВ | мм | ||||||||||||
| lBC | мм | ||||||||||||
| lBЕ | мм | ||||||||||||
| lСS 4 | мм | ||||||||||||
| m2 | кг | 8,5 | 7,5 | 9,5 | 8,5 | 7,5 | 7,7 | 6,7 | |||||
| m3 | кг | 13,5 | 15,5 | 14,5 | 13,5 | 12,6 | 12,7 | ||||||
| m4 | кг | 6,5 | 6,5 | 6,5 | 5,5 | 5,8 | |||||||
| ЈS 3 | кг·м2 | 0,6 | 0,55 | 0,5 | 0,45 | 0,4 | 0,58 | 0,53 | 0,48 | 0,43 | 0,38 | 0,44 | 0,46 |
| ЈS 4 | кг·м2 | 0,11 | 0,1 | 0,09 | 0,08 | 0,07 | 0,1 | 0,09 | 0,08 | 0,07 | 0,06 | 0,08 | 0,1 |
| ω2 | рад/с | 14,1 | 12,5 | 11,1 | 8,9 | 12,4 | 9,9 | 8,9 | 14,1 | 12,5 | |||
| Fnс | кН | 0,55 | 0,6 | 0,9 | 0,95 | 0,98 | 1,1 | 1,2 | 1,3 | 1,35 | 1,2 | 1,15 | |
| hЕ | мм | ||||||||||||
| ηM | - | 0,92 | 0,93 |
Таблица 7.2. Данные для редуктора
| Параметр | Варианты задания | |||||||||||
| U | 3,55 | 4,5 | 5,6 | 3,55 | 4,5 | 5,6 | 3,55 | |||||
| Кпер. | 1,5 | 1,6 | 1,5 | 1,7 | 1,7 | 1,65 | 1,6 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,6 | 1,7 |
| Материал шестерни | Сталь 45 | Сталь 50Г | Сталь 40Х | |||||||||
| Материал колеса | Сталь 40 | Сталь 45 | Сталь 50Г | |||||||||
| Термообработка шестерни | Улучшение | |||||||||||
| Термообработка колеса | Нормализация | Улучшение | ||||||||||
| Режим нагружения | Постоянный | |||||||||||
| Расчётный ресурс, ч. |
Таблица 7.3. Данные для синтеза эвольвентного зубчатого колеса
| Параметр | Варианты задания | |||||||||||
| m , мм | 2,5 | 3,5 | 4,5 | |||||||||
| z1 | ||||||||||||
| z2 |
ЗАДАНИЕ 8
ПРИВОД ГЛУБИННОГО НАСОСА
Для привода насоса, установленного на большой глубине, использован станок-качалка. Он представляет собой (рис. 8.1) кривошипно-коромысловый механизм 6, коромысло которого совершает качательное движение. Коромысло состоит из грузовой и противовесной частей. На грузовой части коромысла имеется сектор барабана, к которому прикреплён стальной канат. К канату подвешена штанга насоса с грузом. Второй груз закреплён на противовесной части механизма.
Кривошип приводится во вращение электродвигателем 1 через редуктор 3, служащий для понижения угловой скорости и увеличения крутящего момента. Вал электродвигателя соединён с входным валом редуктора упругой муфтой 2. Выходной вал редуктора соединён с кривошипом компенсирующей муфтой 4. Для обеспечения требуемой равномерности вращения на кривошипе установлен маховик 5.
Рабочий цикл осуществляется за один оборот кривошипа. При рабочем ходе коромысло вращается по часовой стрелке, канат наматывается на сектор барабана, перемещая штангу насоса с грузом вверх силой F΄nс. При обратном ходе штанга насоса с грузом опускается вниз, натягивая канат силой F ˝nс. Диаграмма сил натяжения каната приведена на рис. 8.2.
Данные для кривошипно-коромыслового механизма и одноступенчатого червячного редуктора см. в табл. 8.1 и 8.2.
В табл. 8.3 приведены данные для синтеза эвольвентного зубчатого зацепления.
Таблица 8.1. Данные для кривошипно-коромыслового механизма
| Параметр | Размер-ность | Варианты задания | |||||||||||
| lOC | м | 0,94 | 0,85 | 0,8 | 0,8 | 1,1 | 0,7 | 0,7 | 1,2 | 1,15 | 1,25 | ||
| lОА | м | 0,3 | 0,35 | 0,25 | 0,3 | 0,3 | 0,33 | 0,32 | 0,35 | 0,4 | 0,37 | 0,37 | 0,38 |
| lАВ | м | 1,15 | 1,2 | 1,2 | 1,1 | 1,3 | 1,05 | 1,4 | 1,33 | 1,28 | 1,45 | ||
| lBC | м | 0,6 | 0,8 | 0,6 | 0,9 | 0,8 | 0,7 | 0,8 | 0,85 | 0,9 | 0,75 | 0,85 | 0,75 |
| lAS 3 | м | 0,6 | 0,6 | 0,45 | 0,5 | 0,4 | 0,65 | 0,55 | 0,52 | 0,7 | 0,67 | 0,64 | 0,75 |
| lСД | м | 1,2 | 1,25 | 0,8 | 1,1 | 1,4 | 1,3 | 1,05 | 1,2 | 1,33 | 1,5 | ||
| lCS 4 | м | 1,2 | 0,8 | 0,9 | 1,1 | 0,7 | 1,2 | 1,05 | 1,2 | 1,07 | 1,5 | ||
| m2 | кг | 15,2 | 15,4 | 15,7 | 15,6 | 16,4 | 20,6 | ||||||
| m3 | кг | 24,6 | 25,2 | 21,3 | |||||||||
| m4 | кг | ||||||||||||
| ЈS 3 | кг·м2 | 3,1 | 3,35 | 2,1 | 3,47 | 2,9 | 4,2 | 2,2 | 2,33 | 5,7 | 4,75 | 3,6 | 6,2 |
| ЈS 4 | кг·м2 | ||||||||||||
| ω2 | рад/с | 2,39 | 2,67 | 3,01 | 3,35 | 3,75 | 3,92 | 4,71 | 3,77 | 4.2 | 2,62 | 2,67 | 2,39 |
| F΄nс | кН | 6,2 | 6,6 | 6,5 | 9,8 | 12,2 | 6,7 | ||||||
| F ˝nс | кН | 8,5 | 4,5 | 5,8 | 4,2 | ||||||||
| ηM | - | 0,9 | 0,89 |
Таблица 8.2. Данные для редуктора
| Параметр | Варианты задания | |||||||||||
| U | ||||||||||||
| Кпер. | 1,4 | 1,6 | 1,5 | 1,4 | 1,6 | 1,5 | 1,4 | 1,6 | 1,5 | 1,4 | 1,5 | 1,4 |
| Материал червяка | Сталь 40ХН | Сталь 12ХНЗА | ||||||||||
| Термообработка червяка | Улучшение и закалка ТВЧ | Цементация и закалка | ||||||||||
| Материал червячного колеса | Бронза | |||||||||||
| Отливка в кокиль | Отливка в землю | |||||||||||
| Режим нагружения | Постоянный | |||||||||||
| Расчётный ресурс, ч. |
Таблица 8.3. Данные для синтеза эвольвентного зубчатого колеса
| Параметр | Варианты задания | |||||||||||
| m , мм | 3,5 | 4,5 | 5,5 | |||||||||
| z1 | ||||||||||||
| z2 |
ЗАДАНИЕ 9
ВЫТЯЖНОЙ ПРЕСС.
| Параметры | Обозначение | Единица | Варианты числовых значений | |||||||||
| изм. | 9 | |||||||||||
| Размеры звеньев рычажного механизма | lОА | м | 0.01 | 0.09 | 0.09 | 0.09 | 0.08 | 0.10 | 0.07 | 0.10 | 0.11 | 0.08 |
| lАВ=2 lAS2 | м | 0.32 | 0.38 | 0.29 | 0.40 | 0.26 | 0.45 | 0.23 | 0.43 | 0.36 | 0.36 | |
| lBC | м | 0.30 | 0.26 | 0.27 | 0.28 | 0.24 | 0.30 | 0.21 | 0.29 | 0.33 | 0.25 | |
| lCD=2 lCS3 | м | 0.42 | 0.37 | 0.38 | 0.39 | 0.34 | 0.44 | 0.30 | 0.42 | 0.47 | 0.35 | |
| lDF | м | 0.11 | 0.09 | 0.10 | 0.13 | 0.09 | 0.11 | 0.08 | 0.10 | 0.12 | 0.09 | |
| а | м | 0.16 | 0.13 | 0.14 | 0.14 | 0.13 | 0.15 | 0.11 | 0.15 | 0.17 | 0.12 | |
| Ь | м | 0.29 | 0.37 | 0.26 | 0.39 | 0.23 | 0.44 | 0.20 | 0.42 | 0.32 | 0.35 | |
| с | м | 0.41 | 0.35 | 0.37 | 0.37 | 0.33 | 0.41 | 0.29 | 0.39 | 0.45 | 0.33 | |
| Массы звеньев рычажного механизма | m1 | кг | ||||||||||
| m2 | кг | |||||||||||
| m3 | кг | |||||||||||
| m5 | кг | |||||||||||
| Моменты инерции звеньев | JS2 | кг·м2 | 0.10 | 0.16 | 0.08 | 0.20 | 0.06 | 0.26 | 0.05 | 0.24 | 0.14 | 0.13 |
| JS3 | кг·м2 | 0.20 | 0.14 | 0.16 | 0.16 | 0.12 | 0.28 | 0.09 | 0.21 | 0.3 1 | 0.13 | |
| JS4 | кг·м2 | 0.10 | 0.11 | 0.11 | 0.12 | 0.10 | 0.10 | 0.11 | 0.11 | 0.12 | 0.10 | |
| Максимальное усилие вытяжки | FPmax | кН |
ЗАДАНИЕ 10
ДОЛБЁЖНЫЙ СТАНОК.
| Размеры звеньев рычажного механизма lCS4 = 0.5lCD | lOA | м | 0.10 | 0.11 | 0.12 | 0.13 | 0.14 | 0.10 | 0.15 | 0.12 | 0.16 | 0.14 |
| lOB | м | 0.05 | 0.05 | 0.04 | 0.06 | 0.08 | 0.04 | 0.05 | 0.06 | 0.08 | 0.07 | |
| lBC | м | 0.10 | 0.11 | 0.08 | 0.12 | 0.12 | 0.09 | 0.10 | 0.14 | 0.15 | 0.15 | |
| lCD | м | 0.40 | 0.45 | 0.35 | 0.50 | 0.56 | 0.30 | 0.50 | 0.48 | 0.60 | 0.55 | |
| а | м | 0.02 | 0.01 | 0.03 | 0.02 | 0.02 | 0.01 | 0.01 | 0.02 | 0.02 | 0.01 | |
| b | м | 0.03 | 0.02 | 0.04 | 0.03 | 0.03 | 0.02 | 0.02 | 0.03 | 0.04 | 0.02 | |
| y1 | м | 0.30 | 0.34 | 0.27 | 0.38 | 0.44 | 0.21 | 0.40 | 0.34 | 0.45 | 0.40 | |
| y2 | м | 0.50 | 0.56 | 0.43 | 0.62 | 0.68 | 0.39 | 0.60 | 0.52 | 0.75 | 0.70 | |
| Массы звеньев рычажного механизма | m1 | кг | ||||||||||
| m2 | кг | |||||||||||
| m3 | кг | |||||||||||
| Моменты инерции звеньев | JS3 | кг·м2 | 0.32 | 0.40 | 0.25 | 0.48 | 0.60 | 0.18 | 0.60 | 0.44 | 0.90 | 0.60 |
| JS4 | кг·м2 | 0.08 | 0.10 | 0.07 | 0.12 | 0.18 | 0.04 | 0.15 | 0.11 | 0.25 | 0.15 | |
| Сила резания | Fрез | кН | 2.0 | 1.75 | 1.5 | 1.8 | 1.35 | 1.9 | 1.6 | 1.7 | 1.85 | 2.1 |
| Положение кривошипа присиловом расчете | fi1 | град |
ЗАДАНИЕ 11
ТРАНСПОРТНЫЙ КОНВЕЙЕР.
| Размеры звеньев рычажного механизма lAS2=0.5lAB; lBS2=0.5lBS; lBS4=0.5lBD | lOA | м | 0.09 | 0.10 | 0.11 | 0.12 | 0.14 | 0.10 | 0.12 | 0.14 | 0.12 | 0.10 |
| lAB | м | 0.38 | 0.46 | 0.42 | 0.46 | 0.28 | 0.45 | 0.55 | 0.53 | 0.45 | 0.38 | |
| lBC | м | 0.30 | 0.33 | 0.35 | 0.39 | 0.35 | 0.40 | 0.40 | 0.45 | 0.38 | 0.32 | |
| x | м | 0.30 | 0.34 | 0.32 | 0.33 | 0.32 | 0.35 | 0.41 | 0.40 | 0.35 | 0.29 | |
| y | м | 0.06 | 0.06 | 0.05 | 0.06 | 0.04 | 0.05 | 0.07 | 0.07 | 0.06 | 0.05 | |
| lBD | м | 1.40 | 1.50 | 1.40 | 1.50 | 1.60 | 1.50 | 1.50 | 1.60 | 1.50 | 1.30 | |
| Массы звеньев рычажного механизма | m2 | кг | ||||||||||
| m3 | кг | 22 | ||||||||||
| m4 | кг | |||||||||||
| m5 | кг | |||||||||||
| Масса перемещаемого материала | mM | |||||||||||
| Моменты инерции звеньев | JO1=JS3 | кг·м2 | 1.0 | 1.1 | 1.0 | 1.2 | 1.4 | 1.0 | 1.2 | 1.4 | 1.2 | 1.0 |
| JS2 | кг·м2 | 0.4 | 0.6 | 0,5 | 0.5 | 0.6 | 0.04 | 0.5 | 0.6 | 0.5 | 0.4 | |
| JS4 | кг·м2 | |||||||||||
| JДВ | кг·м2 | 0.02 | 0.02 | 0.03 | 0.02 | 0.02 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.02 | 0.02 | |
| Сила сопротивления при движении желоба слева направо | FC1 | кН | 1.5 | 1.4 | 1.2 | 1.5 | 1.4 | 1.5 | 1.5 | 1.6 | 1.5 | 1.4 |
| Положение кривошипа при силовом расчете | fi1 | град |
ЗАДАНИЕ 12