Анализ и синтез механизма зубострогального станка для нарезания конических колес

1.  СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМОВ

 

1.1  Исходные данные

Производим структурный анализ механизма, изображенного на рис. 1.1. и в соответствии с данными, помещёнными в таблице 1.1.

Рис. 1.1. Исходная схема

Таблица 1.1.                                                  Исходные величины

lOA, м	lAB, м	lBC, м	lOC, м	y, м	Fc, Н	AS2	CS3	DS5
0,07	0,30	0,30	0,42	0,20	1800	0,5AB	0,2BC	OC

       1.2. Алгоритм решения

1.2.1.  Вычерчиваем структурную схему механизма. Обозначаем, начиная с начального звена, арабскими цифрами все звенья механизма, а прописными латинскими буквами кинематические пары.

1.2.2.   Выявляем сложные шарниры и разнесенные кинематические пары.

1.2.3. Классифицируем кинематические пары: определяем их название, подвижность, количество пар одной подвижности, общее количество пар в механизме, вид реализуемого в паре замыкания, вид контакта элементов кинематических пар (высшие - низшие).

1.2.4.    Подсчитываем и классифицируем звенья механизма.

1.2.5. Выделяем в исследуемом механизме самостоятельные структурные группы, элементарные и простые механизмы, а также механизмы с разомкнутыми кинематическими цепями.

1.2.6.  Выявляем в исследуемом устройстве стационарные и нестационарные простые механизмы.

1.2.7.     Находим звенья присоединения и закрепления.

1.2.8.     Классифицируем исследуемый механизм.

1.2.9.  Определяем подвижность исследуемого механизма и простых механизмов, входящих в его состав.

1.2.10. Классифицируем выделенные группы Ассура. Определяем их класс, порядок и вид.

1.3. Решение

Структурный анализ зубострогального станка для нарезания конических колес проводим в соответствии с написанным ранее алгоритмом.

1.3.1. Структурная схема механизма приведена на рис. 1.2.

Рис.1.2. Структурная схема механизма

1.3.2. В данном механизме сложных и разнесенных кинематических пар нет.

1.3.3. Классификация кинематических пар механизма приведена в таблице 1.2.

Таблица 1.2.                                                                          Классификация кинематических пар

№ п/п	Номер звеньев, образующих пару	Условное обозначение	название	подвижность	Высшая – низшая КП	Замыкание Геометрич. - силовое	Открытая - закрытая
1	0-1		вращательная	1	Н	геометрическое	З
2	1-2		вращательная	1	Н	геометрическое	З
3	2-3		вращательная	1	Н	геометрическое	З
4	3-0		качательная	1	Н	геометрическое	З
5	4-3		поступательная	1	Н	геометрическое	З
6	4-5		вращательная	1	Н	геометрическое	З
7	0-5		поступательная	1	Н	геометрическое	З

В данном механизме одноподвижных кинематических пар P₁=7 и кинематических пар всего P=7.

1.3.4. Проводим классификацию звеньев механизма. Она показана в таблице 1.3.

Таблица 1.3.                                                                    Классификация звеньев механизма

№ п/п	Номер звена	Условное обозначение	название	движение	Число вершин
1	0		стойка (0)	отсутствует	-
2	1		кривошип (1)	вращательное	2
3	2		шатун (2)	сложное	2
4	3		кулиса (3)	вращательное	3
5	4		кулиса – камень (4)	сложное	2
6	5		ползун (5)	поступательное	2

Механизм имеет четыре двухвершинных линейных звена – звенья 1, 2, 4 и 5 и одно трехвершинное – звено 3. Поэтому n=5.

 

1.3.5. Выделяем в данном структурном механизме самостоятельные структурные группы. Они приведены на рис. 1.3. На рис. 1.3.а) показан простейший механизм, а на рис. б) – диады – структурные группы.

      

Рис.1.3. Простые механизмы и структурные группы

Докажем, что подвижность диад равна 0. Для этого воспользуемся формулой Чебышева (1.1).

,                                                            (1.1)

где n – общее количество звеньев в механизме (структурной группе), P₁ – общее число одноподвижных кинематических пар, P₂ – количество двухподвижных кинематических пар.

            Для диады, изображенной на рис. б) первой, получим:

Для диады, изображенной второй, аналогично получим .

1.3.6. Зубострогальный станок имеет в своем составе лишь простые стационарные механизмы.

1.3.7. В данном случае звеньев закрепления нет. Есть звено присоединения – это кулиса, которая входит в диаду, изображенную на рис. 1.3. б).