Изучение механизмов металлорежущих станков

Министерство 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

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.

|1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 |8 |9 |10 |11 |12 |13 |14 |15 |16 |17 |18 |19 |20 |

(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)

Вернуться