РЕФЕРАТЫ ПО ТЕХНОЛОГИИРеферат: Изучение механизмов металлорежущих станковМинистерство образования РФ Тверской Государственный Технический Университет Кафедра "Металлорежущие станки и инструменты" Изучение механизмов металорежущих станков Методические указания к лабораторной работе по курсу "Металорежущие станки" для студентов специальности 1201- "Технология машиностроения" Тверь 2001 В методических указаниях к лабораторной работе "Изучение механизмов металлорежущих станков" изложены основные понятия и положения по систематике и функциональному назначению механизмов, входящих в кинематические цепи станков. Лабораторная работа предназначена для изучения курса "Металлорежущие станки". Методические указания (второе издание) рекомендованы к применению на заседании кафедры "Металлорежущие станки и инструменты" (протокол №2 от 02.11.2000) Автор: Клюйко Э.В. СОДЕРЖАНИЕ Стр. 1. Цель 3 работы... . 2. Порядок проведения 3 работы... .. 3. Назначение и состав 3 механизмов... .. 4. Структурные свойства 8 механизмов 5. Функциональные свойства механизмов 11 . 6. Примеры анализа 13 механизмов... ... 7. Индивидуальные задания по анализу 17 механизмов. 8. Контрольные 18 вопросы.. . 9. Библиографический список 18 . 10. Приложение ... 19 . 1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ 1. Изучить основные свойства передаточных механизмов станков. 2. Приобрести определенные навыки в анализе структурных и функциональных свойств механизмов станков. 2. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ 1. Ознакомиться с основными свойствими передаточные механизмов станков, 2. Изучить методику анализа структурных и функциональных свойств механизмов станков. 3. По индивидуальному заданию (альбом, макеты механизмов и Приложение на стр 20…22) проанализировать основные свойства и характеристики станочных механизмов. 3. НАЗНАЧЕНИЕ И СОСТАВ МЕХАНИЗМОВ В металлорежущих станках все многообразие механизмов, предназначенных для создания определенных движений, подразделяют на двигательные (приводные), передаточные и исполнительные (формообразующие). Наиболее многочисленные из них передаточные [1,4]. Отличаются они друг от друга по назначению (реверсирующие, суммирующие, корректирующие и др.), по конструкции (шарнирно-рычажные, кулачковые, зубчатые, винтовые и др.) по исполнению опор и зацеплении (передачи скольжения, передачи качения и т.д.). Механизмы представляют собой (рис. 1) подвижные соединения нескольких тел, предназначенных для преобразования движений. Имеется в виду как замена одного вида движения на другое (рис. 1а, 1в), так и передача движения с количественным изменением его параметров (рис. 1г). В качестве основных характеристик движения при настройке механизмов станков, используют пять параметров: траекторию, путь (угловой или линейный), скорость, направление и положение входного или выходного звеньев [2,4]. Передаточные механизмы состоят из звеньев, образующих на стыках между собой кинематические пары (j;k). Звено j или k - это одно ли несколько деталей, жестко (без относительных смещений) связанных между собой. Например, на рис. 1г звено 3 образуют вал и закрепленные на нем шестерни z4 и z5. Звенья могут быть твердыми и деформируемыми, подвижными и неподвижными, ведущими и ведомыми. Основные типы подвижных звеньев, применяемые в станках приведены в таблице 1 и в альбоме ([3], стр.63). Кроме концевых подвижных звеньев в механизмах могут быть промежуточные подвижные звенья и всегда есть одно неподвижное звено, называемое основанием или стойкой. Поэтому можно сказать, что механизм - это многозвенная подвижная передаточная система с одним неподвижным звеном. На рис. 1а показан четырехзвенный (с учетом стойки) механизм привода ползуна 3 долбежного станка. Для компенсации перекосов в шарнирах и смягчения ударной нагрузки в паре (1;2) введена избыточная подвижность ((12=2 вместо (12=1). Для придания повышенной жесткости одинаковым рычагам 1 и 3 (рис 1б) к ним в пятизвенном механизме зажимного приспособления присоединен дополнительный шатун 4. На рис 1б показан простейший трехзвенный пространственный механизм с дисковым кулачком 1 и качающимся толкателем 2, применяемый в приводе подачи шпиндельной бабки токарного автомата (кулачок вращается параллельно плоскости yz, а толкатель качается в плоскости ху). Сложный восьмизвенный двухпоточный механизм привода стола продольно-фрезерного станка (рис. 1г) позволяет уменьшить зазоры в косозубых зубчатых передачах и распределить силовую нагрузку между приводными валами 4 и 6 в соответствии с их жесткостью. Рис.1. Примеры передаточных механизмов: а) – кривошипно-ползунный механизм с избыточной подвижностью в паре (1;2); б) – шарнирно рычажный механизм с избыточным звеном 4; в) – кулачково-рычажный пространственный механизм; г) – зубчатый замкнутый механизм привода стола Таблица 1 Основные типы звеньев в механизмах № Тип звена Назначение Условное обозначение 1 Стойка неподвижное звено (основание) 2 Кривошип вращательное звено 3 Коромысло качательное звено (рычаг) 4 Кулачок вращательное или поступательное звено с плоским или пространственным криволинейным профилем 5 Шестерня вращательное звено в виде колеса с зубчатым венцом 6 Рейка поступательное звено в виде стержня с зубчатой нарезкой 7 Шатун Звено, совершающее плоское или пространственное движение 8 Ползун Звено, совершающее (толкатель) поступательное движение 9 Кулиса Звено, совершающее любое движение и несущее направляющие плоскости для другого звена 10 Винт Звено в виде вала с винтовой (ходовой нарезкой для создания винт) вращательного поступательного или винтового движения 11 Гайка звено, охватывающее в а– простая зацеплении ходовой винт для б– маточная передачи движения а б в– шариковая в Кинематическая пара (j;k) представляет собой подвижное соединение двух звеньев j и k. Подвижное соединение может быть выполнено по поверхностям (в низших парах) и по линиям или точкам (в высших парах). Подвижный контакт в парах может поддерживаться геометрическим, силовым или кинематическим замыканием. В первом случае используют ограничение (охват) одних поверхностей другими (рис. 1а, направляющая О для ползуна 3), во втором – применяют пружины (рис 1в), груз или гидроприжим, в третьем – используют дополнительную кинематическую цепь механизмов (рис. 1г). Конструктивно кинематическая пара обычно представляет собой подвижный контакт звеньев в подшипниковых опорах или зацепление этих звеьев. Основные типы пар приведены в таблице 2 (арабскими цифрами в таблице обозначены звенья.) Основной характеристикой кинематической пары является ее подвижность (jk, т.е число относительных смещений (линейных или угловых) между звеньями j и k. Таким образом, передаточный механизм - это совокупность нескольких звеньев, связанных в кинематические пары и предназначенных для преобразования движений одних звеньев (входных) в движения других звеньев (выходных). В таблице 3 приведены основные типы передаточных механизмов общего назначения, применяемые в станках. Наряду с обычными механическими передачами в металлорежущих станках применяют технологические механизмы, которые являются основными исполнительными механизмами станков и отличаются от передаточных механизмов наличием технологической пары, представляющей собой подвижный контакт инструмента относительно обрабатываемого изделия (табл.2). В технологической паре вместо скольжения или качения создается срезание материала и формообразование изделия. В соответствии с способом обработки технологические пары называют токарными, фрезерными, шлифовальными парами и т.д. На рис.2. приведен пример механизма шлифования с одной шлифовальной парой (2;5) Рис.2. Механизм врезного шлифования кулачков распредвалов: 1-качающаяся люлька, несущая на себе шпиндель 2 с изделием Д и копиром К; 3-копировальный ролик, установленный на подшипниках О1 и контактирующий с копиром; 4-шлифкруг на шпиндельных опорах О2 . Пружина П создает силовой контакт между копиром и роликом. Ведущим является вращение шпинделя 2 с изделием и копиром. Таблица 2 Типы кинематических пар в передаточных механизмах (по ГОСТ 2.770-68 и по рекомендациям ICO ТК/10 ПК4 № Варианты задан ия 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1 (табл.5) Рис.1 Рис.2 Рис.3 Рис.4 Рис.5 Рис.6 Рис.7 Рис.8 Рис.9 Рис.10 Рис.11 Рис.12 Рис.13 Рис.14 Рис.15 Рис.16 Рис.17 Рис.18 Рис.19 Рис.20 2 (макеты) №1 №2 №3 №4 №5 №6 №7 №8 №9 №10 №11 №12 №13 №14 №15 №16 №17 №18 №19 №20 8.КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Понятие о передаточном и технологическом механизмах и их составе. 2. Понятие о кинематической паре. Типы пар и их свойства. 3. Что такое подвижность механизма? Примеры. 4. Размерность механизма. Классификация механизмов по числу измерений. Примеры. 5. Какие избыточные («пассивные») элементы вводятся в передаточные механизмы и с какой целью. Примеры. 6. Основные особенности простых и сложных механизмов. 7. Может ли входное звено быть выходным? В каких механизмах? 8. Как оценивается равномерность движения механизма? 9. Какие элементы в механизмах регулируются и с какой целью? 10. Что такое ход и передаточное отношение механизма? В чем отличие ходов и передаточных отношений простого и сложного механизмов. 11. Чему равны передаточное отношение и ход в следующих механизмах: в зубчатой цилиндрической передаче, в червячной передаче, в реечной передаче, в винтовой передаче, в ременной передаче, в цепной передаче? 9. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИХ СПИСОК 1. Металлорежущие станки /Под ред. Н.С.Ачеркана.-М.:Машиностроение, 1965. 2. Федотёнок А.А. Кинематическая структура металлорежущих станков.- М.:Машиностроение, 1970. 3. Клюйко Э.В. Кинематика металлорежущих станков.-Калинин:КПИ, 1974. 4. Клюйко Э.В., Матвеев А.И. Металлорежущие станки общего назначения.- Тверь:ТГТУ, 1999. 5. Клюйко Э.В. Изучение передаточных механизмов металлорежущих станков. Методические указания к лабораторной работе.-Тверь: КПИ, 1991. -- (2) |