Файл: Бекин, Н. Г. Станки для сборки автомобильных покрышек конструкция и расчет.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.10.2024
Просмотров: 69
Скачиваний: 0
например, метод проф. Н. И. Левитского. Этот метод имеет сле дующие особенности:
1)условия приближения обеспечивают в среднем малое откло нение от заданной зависимости;
2)возможно решение задачи синтеза механизмов для случая,
если функция задана графически или в виде таблицы значений х, у\
3)можно получить семейство механизмов, дающих одинако вое приближение, и выбрать наиболее удачный вариант, удовле творяющий дополнительным условиям;
4)метод достаточно прост при вычислении малого числа параметров.
Для решения задачи необходимо выбрать величину, харак теризующую отклонение от заданной траектории. В рассматри ваемом случае наиболее естественно выбрать в качестве этой величины выражение, известное под названием взвешенной раз ности
Aq (х) = q (х) А (х), |
(4) |
где q (х) — произвольная непрерывная функция, не обращаю щаяся в нуль на рассматриваемом отрезке изменения аргумента х;
А(х) — разность между заданной и шатунной кривыми. Однако аналитическое выражение взвешенной разности может
оказаться в общем случае достаточно сложной функцией. Для упрощения поставленной задачи рассмотрим эквивалентную ей задачу о приближении к окружности траектории точки В, кото рую она опишет при движении точки М по заданной кривой /,
если |
между звеном ВС и ВА ввести ползун, перемещающийся |
||
по направлению ВС (см. рис. 81). |
|
||
Тогда выражение (4) примет более простой вид |
|
||
|
.Дq (х) |
= R 2 — г2, |
(5) |
где |
q (х) = R + г; .Д (х) = |
R — г; R — переменное |
расстояние |
от точки В до неподвижного центра С при движении точки М
по |
заданной |
траектории. |
|
|
из |
Итак, искомые параметры Ь, г, е механизма будут найдены |
|||
условия |
малого |
отклонения |
от нуля взвешенной разности |
|
Дq (х), определяемой |
по формуле |
(5). |
||
|
В механизме, схема которого дана на рис. 80, точка М пере |
мещается по кривой /, тогда точка В движется по кривой, не совпадающей с окружностью. Обозначая через хв, ув коорди наты этой кривой, можно получить выражение для определения переменного расстояния R:
|
|
(6) |
где усУ |
=е. |
|
Из |
уравнений (1), (5) и (6) следует |
|
|
Aq (х) — х2в -(- (ув -f e f — (b sin tjw + ef. |
(7) |
104
Аналитическое выражение взвешенной разности можно полу чить, если использовать зависимости между координатами точек М и В в кривошипно-ползунном механизме.
Рассмотрим двухповодковую группу АВМ, присоединенную к стойке с помощью поступательной пары А (рис. 82). Кинема тические размеры этой группы и положение точки М на звене ВМ определяются параметрами b = АВ, I = AM, (3 = [_МАВ.
Обозначая через со переменный угол МАО, получим
хв = х I cos со — b cos (со — р); ув = b sin (со ■— р).
Тригонометрические функции переменного угла со опреде
ляются |
как |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
sin со = |
I ’ |
|
|
|
(9) |
|
|
|
|
cos со = |
V l ' - i |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Подставляя в уравнение (8) значения sin со и cos со, |
получим |
||||||||
|
|
|
sin |
|
I — bcos Р -i/ra- |
У |
2\ |
(10) |
|
|
ХВ = |
Х- |
I |
у ---------^ У |
Р - |
||||
|
|
|
bcos В |
b sin 8 |
|
|
|
|
|
|
|
Ув = — г ^ У — |
' P - V P = J 2. |
|
( П ) |
||||
Из формулы (7) и соотношений (10) и (11) после преобразова |
|||||||||
ния имеем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Аq (x) = x2- y 2 + ^ y |
- ^ f |
^ x |
y |
+ |
|
|||
+ |
2*ec°sP- |
у - |
2bf ? |
1/ Т = |
? у - |
2fees/ ni |
|
- |
|
|
2bS°L t y p . - у2 х А~2хУ I2— г/2 — 2Ыcos р ■ |
|
|||||||
|
|
— 2be sin фтах |
Р ~\~ b2cos2 фтах. |
|
(12) |
Вычисление параметров механизма. Для вычисления трех не известных параметров механизма группируем члены в выражении взвешенной разности (12) так, чтобы оно имело вид функции
Д<7 (х) = / ( * ) — РоФо (*) — Р1 Ф1 (*) —
— р2 Фг W. |
(13) |
где р 0, р х, р 2 — коэффициенты, зависящие от некоторых пара метров механизма; f (х), ср0 (х), срх (х), ф2 (х) — функции аргу мента х, не содержащие неизвестных величин.
105
Из формул |
(12) и (13) |
имеем |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
f (JC) - |
X2 + |
f |
+ 2 х |
|
+ |
/ 2; |
|
|
|
(1 4 ) |
|
|
|
Фо (*) = |
У2 cos Р — ХУsin Р — |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
....\' /- — г/2 (х cos (5 -f- у sin р) — |
/2 cos (i; |
|
|
(1.5) |
||||||
|
|
Ф1 (*) —- Уcos Р — Y Р — У2 sin (5 — I sin фшах> |
|
|
( 1 6 ) |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Фг (■*) |
г-_ |
COS |
ф т а х, |
|||
|
|
|
|
|
|
|
л |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2b_ |
|
(17) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(18) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ро = |
l |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Pi = |
2be |
|
(19) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
~T~ |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Pi ' |
462 |
|
|
(20) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l2 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Функции f |
(x), |
фо (x), |
||||
|
|
|
|
|
|
|
Ф1 (x)> Ф2 (я) известны, так |
||||||
|
|
|
|
|
|
д * |
как |
предполагаются |
из |
||||
|
|
|
|
|
|
вестными |
координаты |
то- |
|||||
Рис. 82. |
График к определению соотношений |
х |
li У заданной |
кри- |
|||||||||
между |
координатами точек В |
(xq, г/в) и |
ВОЙ |
/ |
(СМ. рис. |
80), |
угол |
||||||
|
|
|
М (х, у) |
|
|
ф1Пах, |
|
а также |
параметры |
||||
Коэффициенты р 0, |
р х, р, |
|
/, Р- |
|
|
|
|
|
|
||||
зависят от неизвестных параметров Ь, |
|||||||||||||
г, е. Для |
определения их |
воспользуемся |
условием |
обращения |
|||||||||
в минимум |
функции |
вида |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
s |
= |
Ъ 1 Ж |
- ) — Р о Ф о ( Д - ) — P i < P i ( * / ) |
— РаФа(*/)]8 |
|
( 21) |
||||||
|
|
|
1=0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
при дополнительном условии р2 = ро- |
|
из |
системы |
уравне |
|||||||||
Значения коэффициентов |
р (), р х находим |
ний, которая получается, если воспользоваться правилами на хождения условного минимума. Согласно этим правилам коэф фициенты р 0, ру и множитель Лагранжа К должны быть опреде лены из уравнений
0, |
® = 0 ; |
» = 0 ; |
|
|
Фо |
С>pL |
др.2 |
|
|
где |
Р2 |
= Р о , |
|
(22) |
|
|
|
|
|
0 = S |
+ |
a,(pg-p2).. |
(23) |
10 6
Для рассматриваемого случая система (22) |
имеет вид |
||
СооРо Д CoiPl Д~ С02Рг 'Г *Ро = Y(h |
|||
CwPn ~т~ CnpLJr С12р2= |
( 2 4 ) |
||
|
|
X |
|
С20Р0 Д* С21Р1 Д‘ С22Р2 |
|
||
2~ ~ Тг, |
|
||
i —m |
|
|
(25) |
Yk = i—0 /(д)фк(Д-); k = |
0,1,2; |
||
i—m |
|
|
(26) |
Ск1= С ы = H |
% (*i) <Pi(*eh |
||
i=0 |
|
|
|
k = 0 , |
1,2; |
|
|
/ = 0, 1,2.
Для решения системы уравнений (24) применим метод после довательного исключения неизвестных. Перед исключением не известных расположим уравнения системы (24) в следующем порядке
С12Р0 |
Д- С11Р1 Д СюРо — ух; |
|
|
С02Р0 |
Д- С0 1 Р1 4- СсоРо Д- Хр = |
7о; |
(27) |
С22Р0 Д- С21Р1 Д- С20Р0 ----\ ~ |
Тз- |
|
Из первого уравнения системы (27) определяем коэффициент р г
в виде функции коэффициента р а: |
|
|
|
|||
Р1 = ^ |
|
- |
- ^ Р о - - ^ - Р о . |
(28) |
||
Ь11 |
|
ьп |
|
|
|
|
Подставляя найденное |
значение |
коэффициента р х во |
второе |
|||
и третье уравнения системы (27) и исключая X, получаем для |
||||||
определения коэффициента |
|
р 0 |
уравнение третьей степени |
|
||
Ар1 Д- Вр1 д- сГО+ д = |
0, |
(29) |
||||
где |
|
|
|
Cli \ |
|
|
/1 — 2 [с2 2 - |
|
(30) |
||||
Си Г |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
В = |
3 ( С20 |
^21^10 \ |
у |
(31) |
||
|
|
|
|
Си ' ) |
|
|
с = |
C01Y1 |
То; |
|
(32) |
||
|
|
|
^11 |
|
|
|
£>_ 2C2iYi |
г 2 |
|
|
|
||
Ь01 |
Д роо ""- 2уа- |
(33) |
||||
Oil |
|
Сц |
||||
|
|
|
|
107
Корни уравнения (29) дают те значения коэффициента р 0, при которых возможен минимум среднего квадратического откло нения Дкв.
Однако при проектировании механизмов в большинстве слу чаев нет необходимости вычислять все корни уравнения (29), так как из условий грубого приближения к заданной зависимости нетрудно установить приближенное значение подходящего корня р0.
Определив р 0, по формуле (28) находим значение коэффи
циента p v |
коэффициентов р 0 |
и p L определяем |
||
По найденным значениям |
||||
из формул (1), (18), (19) параметры |
механизма: |
|||
b — _ |
£sL- |
|
(34) |
|
и |
|
2 ’ |
|
|
|
е = |
Pl - |
|
(35) |
|
|
Ро |
|
(36) |
r = b |
sini|;max + |
е. |
Полученные аналитические уравнения дают возможность по лучить ряд механизмов и выбрать из них наилучший. Решение задачи определения оптимального варианта механизма значи тельно упрощается, если применить при расчетах ЭЦВМ.
Методика расчета параметров кинематической схемы рычаж ного механизма формирования борта покрышек. При проектиро вании рычажных механизмов формирования борта покрышек необходимо, чтобы были заданы: размеры покрышек, собираемых на станке; минимальный посадочный диаметр покрышек; макси мальная ширина слоев обрезиненного корда (половина разности между шириной обрезиненного корда и барабана); максимальный диаметр сборочного барабана; диаметр вала станка, диаметр витка кольцевой пружины.
В этом случае порядок расчета параметров механизма следу ющий:
1) по спецификациям строим чертежи распределения мате риалов в бортовой части сырых покрышек на барабане;
2)из анализа полученных кривых выбираем две граничные кривые, возможности перемещения кольцевой пружины по кото рым обеспечивает формирование бортов для всего диапазона размеров собираемых покрышек;
3)на левой ограничивающей кривой находим несколько то чек, через которые проводится теоретическая траектория движе ния кольцевой пружины при закрепленном ползуне С;
4)выбираем систему координат х, у с учетом, что ось ох сов падает с линией движения ведущего ползуна, а ось оу проходит через точку С;
5)записываем координаты выбранных точек теоретической кривой в таблицу и из условия грубого приближения к заданной траектории определяем значение параметров / и Р;
108