 |
Определение углов поворота и коэффициентов времени работы мальтийских механизмов
|
|
|
|
Расчётное задание № 1
Проектирование механизма поворота
автоматизированных станков
Работу выполнил:
студент гр. 5043/10 Пискарёв П. Ю.
Работу принял: Петков П. П.
Санкт – Петербург
2010 г.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение. 2
Исходные данные. 3
1. Кинематический анализ и расчёт мальтийских механизмов. 4
............... 1.1. Основные особенности и принцип действия мальтийских механизмов 4
............... 1.2. определение углов поворота и коэффициента времени работы мальтийских механизмов. 4
1.3. Определение угловой скорости и углового ускорения мальтийского креста 5
2. Определение основных параметров мальтийских механизмов. 7
3. Силовой расчёт мальтийских механизмов. 8
3.1. Определение моментов и усилий, действующих в механизме. 8
3.2. Проверка на прочность деталей механизма. 9
Приложение. 11
Список литературы. 14
Введение
Механизмы поворота находят широкое применение в автоматах, агрегатных станках и автоматических линиях различного технологического назначения. Они используются для осуществления делительного поворота шпиндельных блоков, поворотных столов, каруселей, а также в механизмах ориентации обрабатываемых заготовок автоматизированного оборудования. Механизмы поворота могут быть механические, гидравлические, пневмогидравлические, и пневматические. Широко применяются в автоматах, агрегатных станках и автоматических линиях механические и гидравлические механизмы поворота.
|
|
|
Механические поворотные устройства в свою очередь можно разделить на четыре основные группы: зубчатые, рычажные, кулачковые и мальтийские механизмы. Основные требования, предъявляемые к механизмам поворота, следующие: быстрота, плавность и точность установки в рабочую позицию поворачиваемого узла, надежность и долговечность работы, простота конструкции.
Для обеспечения точного положения поворотных устройств после поворота и стабильности их положения под воздействием нагрузки применяют механизмы фиксации. Наибольшее распространение получили мальтийские механизмы, которые применяются для периодического поворота шпиндельных блоков, револьверных головок, поворотных головок, поворотных столов, каруселей и других узлов, в станках-автоматах и автоматических линиях.
Цель работы:
По полученным исходным данным и приведённому в [1] и [2] алгоритму произвести проектировочный и проверочный расчёты мальтийского креста с использованием ПК MathCAD.
Весь расчёт, выполненный в MathCAD представлен в приложении.
Исходные данные
Таблица 1
Индивидуальные данные по расчётному заданию
| Тип мальтийского механизма | Механизм с внешним зацеплением |
| Число пазов креста Z | 12 |
| Межосевое расстояние А, мм | 400 |
| Время поворота tд, с | 2,5 |
| Диаметр планшайбы D, мм | 1200 |
| Масса подвижного узла G, кг | 1200 |
Кинематический анализ и расчёт мальтийских механизмов
Основные особенности и принцип действия мальтийских механизмов
Наиболее широко применяют “правильные” мальтийские механизмы с внешним и внутренним зацеплением, а также сферические, обеспечивающие поворот узлов на равные углы с постоянной продолжительностью периодов простоя и движения. Мальтийские механизмы состоят из следующих основных элементов: мальтийского креста, кривошипа (поводка) с пальцем. Кривошип вращается с постоянной скоростью w0, а палец входит поочередно в радиальные пазы креста, поворачивая его каждый раз на 1/z оборота, где z-число пазов креста. После выхода пальца (ролика) из паза крест останавливается, и его положение фиксируется каким-либо устройством. Время поворота подвижного узла соответствует времени холостого хода, а время простоя – времени обработки в цикле технологического процесса.
|
|
|
Мальтийские механизмы отличаются высоким КПД и простотой конструкции. Они обеспечивают достаточную плавность и быстроту поворота при высокой надежности в работе. К их недостаткам относятся непостоянство скорости креста и связанных с ним деталей, большие пики ускорения (особенно при малом числе пазов), что вызывает повышенные инерционные нагрузки. Для обеспечения плавной работы механизма угловая скорость креста должна быть равна нулю в момент входа пальца кривошипа в паз креста и в момент выхода из него. Для этого центр кривошипа должен быть расположен так, чтобы в момент входа и выхода пальца вектор его скорости был направлен вдоль оси паза креста.
Определение углов поворота и коэффициентов времени работы мальтийских механизмов
Расчётная схема мальтийского механизма с внешним зацеплением показана на рис.1, где 2α - угол поворота креста, 2β - угол поворота кривошипа, Rк- радиус креста, А - межосевое расстояние, z - число пазов креста, r - радиус кривошипа.
Рис.1. - Расчётная схема мальтийского механизма: 1 – мальтийский крест; 2 – кривошип; 3 – палец
Полный угол поворота креста: 
Тогда: 
, 
;
Время движения креста: 
.
Следовательно, частота вращения вала кривошипа: 
Угловая скорость вращения кривошипа: 
Время простоя (останова): 
;
Время полного оборота кривошипа: 
Коэффициент времени работы мальтийского механизма: 
|
|
|
