Технология

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

|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)




смотреть на рефераты похожие на "Изучение механизмов металлорежущих станков "