Пресс-автомат для получения изделий методом выдавливания

 

Условие соосности

                  r₁ + r₂ =  r₃ - r_2¢  

 при одинаковом  модуле колес

                  Z₁ + Z₂ =  Z₃ - Z_2¢

 Принимаем   Z₁ = C₁ × a × g

                        Z₂ = C₂ × a × g

                        Z_2¢ = C_2¢ × b × g 

                        Z₃ = C₃ × b× g                                        

где    q – коэффициент пропорциональности (любое число)

Теперь      ( C₁ + C₂) × a  = (C₃ - C_2¢) × b

• = (C₃ - C_2¢)
• =( C₁ + C₂)

Представляем число  14 в виде сомножителей

                  

   По формулам  находим числа зубьев для каждого  варианта расположения:

   1)                                        

                                                 

 

   2)                                        

                                             

 

  3)                                         

                                                

 

 Из рассмотренных вариантов  наименьшими габаритами (при возможности  установки большего числа стеллитов) обладает  2-й вариант. При  он дает

                                     

Проверяем передаточное отношение

расхождение с требуемым   

 

Проверяем выполнение условия соседства

   

Проверяем  условие сборки

 

Принимаем   К = 4 и условие сборки выполняется при любом   П  даже при П = 0 (Ц=3150), что потребует минимального времени на сборку.

 

      Модуль зубчатых  колес планетарного редуктора  определяем по максимальному моменту, который имеет место на выходном валу - валу водила. Момент на этом валу:

                      

 где  средняя угловая скорость  вала двигателя 

                     

  Модуль 

                           

  По СТ СЭВ 310-76  /6,110/ принимаем  стандартный модуль  .

Для компенсирующей  цилиндрической передачи задаемся   находим

     

Общее передаточное отношение привода  U_ПЕР = 21 ^. = 71,217 что больше требуемого на        0.024 % , что допустимо.

Модуль зубчатых колес  компенсирующей  цилиндрической передачи рассчитываем  по

моменту на валу  колеса   .

  Тогда  

 Принимаем стандартный модуль  . (с учетом, что в открытой передаче недостаточно хорошие условия смазки).

Определяем делительные диаметры колес:

      

      

      

     

      

      

   При этом диаметр водила:

       

  Принимаем  

 

 

2.2.   Выбор и синтез  несущего механизма.

 

Несущий механизм связан с рабочим  органом и должен обеспечивать ему  возвратно-поступательное движение в соответствии с исходными данными: 

Продолжительность технологического цикла       Т = 4.64  сек.

Ход пуансона      H = 0.28 м.

   Угол перекрытия  

Коэффициент изменения средней  скорости выходного звена

Коэффициент производительности машины 

Угол поворота кривошипа  при рабочем ходе   a_рх = 360 ^, h^* = 360 ^. 0.544 = 196 град.

По алгоритму поиска оптимального  (по углу давления  g) шарнирного четырехзвенника с заданным углом перекрытия  Q определяем относительные размеры звеньев механизма:

1. Из таблицы для  Q = 16 град. выбираем четырехзвенник, у которого  g_max » 45⁰, а размах коромысла   2Y  ;

 

y	Dj	n
		11		12		13
		gmax	gmin	gmax	gmin	gmax	gmin
10,0	3,9	42,985	13,889	43,923	17,007	44,973	19,996
12,0	3,7	42,895	11,681	43,742	14,694	44,704	17,574
14,0	3,4	42,830	8,286	43,531	11,150	44,350	13,878
16,0	3,2	43,188	5,609	43,809	8,357	44,550	10,967
18,0	3,0	43,711	2,756	44,253	5,389	44,913	7,883
20,0	2,8	44,375	-0,250	44,834	2,270	45,412	4,651
22,0	2,6	45,164	-3,395	45,536	-0,984	46,027	1,289
24,0	2,3	45,984	-7,784	46,192	-5,500	46,518	-3,355

 

 

2. Выписываем значения   Y = 22°, Dj = 2,6° и номер расчетной точки n = 12;

3. Вычисляем        

 

 

4. Находим размеры звеньев четырехзвенника

                                              

                                              

где  

5. Уточняем углы давления

                                               g_max = arcsin( A+B )= arcsin(0.348+0.365)=45.48°

                                               g_min = arcsin( A – B)=arcsin(0.348 – 0.365)= -0.745° 

где        

              

Длина звеньев – относительная  величина.

 

Действительные размеры  звеньев определятся после расчета  размеров звеньев присоединенной группы, преобразующих колебательное движение коромысла  ВС  в поступательное движение  ползуна  D

            Из рис.2.3. имеем (с учетом прототипа,  у которого  ) :

 

              

              Остальные размеры шарнирного четырехзвенника (через коэффициент перехода)

a =

l_OC = 0.836 ^. 0.6777 = 0.566  м.

l_AB = 0.793 ^. 0. 6777 = 0.537 м.

l_OA = 0.255 ^. 0. 6777 = 0.173 м.

                Координаты точки  С  по  отношению к точке  О  (центр  вращения кривошипа):

По теореме косинусов           

                                     

X_С = l_OC ^. cosb = 0.566 ^. cos39,41 = 0.438 м.

Y_С = l_OC  ^. sinb  = 0.566 ^. sin39,41 = 0.359 м.

Положение центров масс звеньев шарнирного четырехзвенника (в соответствии с прототипом):

Звено  ОА  (кривошип)       -       l_OS1 = 0  (кривошип уравновешен)

Звено  АВ   (шатун)             -       l_AS2 = 0.5 ^. l_AB = 0.2685 м.

Звено  CВ  (коромысло)      -      l_CS3 = 0.5 ^. l_CВ = 0.25 м.

Звено  ВD   (шатун)             -      l_ВS4 = 0.5 ^. l_ВD = 0,25 м.

Звено   5     (ползун-пуансон) -   точка  S₅ – совпадает с точкой  D.

Полученные размеры  используем при построении плана  положений несущего механизма.

План положений строим для:

1. Проверки результатов  синтеза, удовлетворения исходных  данных ( q, g_max и др. ), определения необходимого объема в машине.

2. Построения циклограммы  работы пресса и т.п.

          Откладывая 0.0025 м. длины звена в одном миллиметре чертежа (m_l = 0.0025 м /мм.), размеры на чертеже изображаем в отрезках  ОА = 69,2 мм;  АВ = 214,8 мм;  ВС=200 мм; ОС=226,4 мм;  ВD = 200 мм; [ X ] = 175,2 мм;  [ Y ] = 143,6 мм.

Построения проводим с помощью метода засечек, начиная  от входного кривошипа  ОА. Положения, представленные на чертеже соответствуют:

0  и  6  -  началу  и концу прямого хода рабочего органа (крайние положения механизма);

2 – 3  – характерным  точкам графика сил полезного  сопротивления;

6 – 7 – 8 –9 –10   -  характерным точкам закона  движения толкателя кулачкового  механизма;

4  -  экстремальному углу давления  в шарнирном четырехзвеннике;

1 и  5 – промежуточные точки  рабочего хода.

 

 

2.3.   Синтез механизма  выталкивателя готовой детали.

 

Во время холостого хода пуансона происходит выталкивание готовой детали при  помощи кулачкового механизма.

В соответствии с прототипом  кулачковый механизм с поступательно движущимся центральным толкателем (линия движения толкателя проходит через центр вращения кулачка). Кулачок установлен на валу кривошипа и поэтому угловая скорость кулачка равна угловой скорости кривошипа.

Законы движения толкателя не заданы.

Выбираем синусоидальный закон  на фазе удаления и параболический на фазе возвращения как у большинства заданий прототипа. Синусоидальный закон обеспечивает отсутствие ударов на фазе удаления.

 

2.3.1     Синтез  кулачкового механизм.

 

Начало движения выталкивателя  соответствует положению 6 рычажного  механизма, когда пуансон начинает обратное движение (холостой ход).

По заданию фазовый угол удаления  j_у =75°; фазовый угол дальнего стояния  j_дв = =12°; фазовый угол возвращения  j_в = 75°.

   Положения несущего механизма 8 и 9 соответствуют началу и окончанию фазы дальнего стояния, окончание фазы возвращения почти совпадает с нулевым положением механизма, а положения  7  и  10 значениям фазовых углов фаз удаления и возвращения с максимальным ускорением толкателя.

Задан ход толкателя  h = 52 мм

Определяем функции положения  толкателя кулачкового механизма  и передаточных кинематических функций 1-го и 2-го порядка по следующим зависимостям:

а)  на фазе удаления:

где:      h_max = 52 мм.

 

На фазе возвращения:

                     ì             при    0 £  j  £  j ₁

            S_в =  í                                             при    j ₁ £  j  £  j _у

                     î

 

                     ì    -                                при     0 £  j  £  j ₁

   í     -                               при     j ₁  £  j  £  j _у

                     î

 

                     ì                          при     0  £  j  £  j ₁

  í                                       при     j ₁  £  j  £  j _у

                     î

где    h = 52 мм.;    j _в = 75 град.;   j ₁ = j _в =

Принимаем   а₁ = а₂

 

Разбиваем  j_у  и  j_в на 8 равных частей и производим расчет.

 

                                                                                             Таблица 2.3а        

№№ п/п	j/jу	Фаза удаления Закон синусоидальный
		S,   мм	dS/dj,  мм	d2S/dj2,  мм
0	0,000	0,00	0,00	0,00
1	0,125	0,65	11,64	134,83
2	0,250	4,72	39,73	190,68
3	0,375	13,65	67,81	134,83
4	0,500	26,00	79,45	0,00
5	0,625	38,35	67,81	-134,83
6	0,750	47,28	39,73	-190,68
7	0,875	51,35	11,64	-134,83
8	1,000	52,00	0,00	0,00