ТММ Каганова!!! (Лекции Каганова), страница 8
Описание файла
Документ из архива "Лекции Каганова", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "теория механизмов и машин (тмм)" из 4 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. .
Онлайн просмотр документа "ТММ Каганова!!!"
Текст 8 страницы из документа "ТММ Каганова!!!"
Реакцию можно разложить на две составляющие: и .
Если, в силу каких‑либо причин, угол давления будет увеличиваться, то будет уменьшаться, а – увеличиваться.
При достижении углов больше допустимого, возможен перекос оси толкателя в направляющей.
6.4.1 Вывод формулы для определения угла давления в кулачковом механизме.
И з треугольника ΔКВР:
КР = О1Р – О1К = О1 – е
КВ = so + sB
Треугольник ΔО1ВР подобен треугольнику ΔАВС. Тогда
vB1= ω1·O1B
Подставим это выражение в (2):
Знак “ – ” – для правой внеосности;
знак “ + ” – для левой внеосности.
Угол давления в кулачковом механизме зависит от размеров кулачковой шайбы: чем она больше, тем угол давления меньше.
6.4.2 Понятие об отрезке кинематических отношений.
Если из точки В для какого‑то текущего положения толкателя проведем линию, параллельную О1Р, а из центра – || nn, то при их пересечении получим точку D:
BD = O1P = vB2 / vB1 =vqB2
Из рисунка следует, что перемещение точки В толкателя и, найдя максимальный отрезок кинематического отношения, можно определить положение центра вращения кулачка, отложив внешним образом от точки D допустимый угол давления.
Лекция 14.
§6.5 Синтез (проектирование) кулачковых механизмов по заданному закону движения толкателя.
Под синтезом кулачкового механизма будем понимать построение профиля кулачка, в каждой точке которого угол давления не превышал бы допустимого, а размеры самого профиля были бы минимальны.
Данная задача решается в 3 этапа:
-
Строится график заданного закона движения (как правило либо график ускорения точки В толкателя как функция угла положения – aB = f(φ1), либо график линейной скорости точки В – vB= f(φ1)). Требуется построить график перемещения точки В как функцию от угла поворота кулачка sB= f(φ1).
-
Определение минимального размера кулачковой шайбы при условии, что угол давления в любой точке профиля не превышает допустимого.
-
Построение профиля кулачка.
6.5.1 Построение закона движения оси толкателя.
Дано: Надо построить:
вид графика aB = f(φ1), графики aB = f(φ1)
максимальный ход vB= f(φ1)
толкателя hт sB= f(φ1)
b – база графика (сколько отводиться на график по оси φ1).
Порядок построения:
-
Произвольно выбирается база графика.
-
Считаем масштаб по оси φ1:
-
Если задан симметричный вид графика, то:
φуд = φсб bуд = bсб
В общем случае закон движения может быть несимметричным.
-
Зададимся произвольным образом а1= 40 ÷ 50 мм. Тогда
а2= а1/ν
Возникает вопрос: каким должно быть расстояние х ?
Его находят из условия равенства площадей под и над осью φ1.
Почему надо выдерживать равенство площадей?
Физический смысл площади под кривой ускорения на площадке х – скорость толкателя на данном участке.
Физический смысл площади под кривой скорости на участке φуд – максимальное удаление (перемещение т.В толкателя). Если площади не будут равновеликими, то толкатель, поднявшись на одну величину, опустится на другую.
Построив график ускорения, строим график скорости методом графического интегрирования, выбрав отрезок интегрирования ОК1. Интегрируя график скорости (с отрезком интегрирования ОК2, обычно ОК1=ОК2), получаем график перемещения т.В толкателя. Полученную ломаную линию заменяют плавной кривой.
Расчет масштаба:
(уSВ)max на графике перемещений получается автоматически, и его величина зависит от отрезка ОК2. Тогда, зная ход толкателя, масштаб перемещения будет:
Затем в первом приближении принимаем, что кулачок вращается равномерно, тогда угол поворота кулачка пропорционален времени поворота, и оси φ и t совпадают, но каждая ось имеет свой масштаб.
где b – в [мм]; частота вращения кулачка n – [об/мин]; φраб – [град].
Масштаб скорости:
Масштаб ускорения:
6.5.2 Определение минимального радиуса кулачковой шайбы по известному закону движения толкателя.
6.5.2 а) для кулачка с поступательно движущимся толкателем:
Дано: sB=f(φ1); vB= f(φ1); [θ]
Определить: ro min
при условии, что угол давления в любой точке профиля кулачка не превышает допустимый.
Порядок построения графика кинематических отношений:
-
проводится вертикальная ось sB,мм вдоль которой от произвольно выбранной точки Во (начало отсчета) откладываются отрезки перемещения т.В, взятые с графика sB=f(φ1). Масштаб по оси μs* перемещений может быть равен масштабу графика перемещений μs.
-
в каждой из полученных точек определяют отрезки кинематических отношений, посчитанные в масштабе μs*, и откладывают их под углом в 90º по направлению вращения кулачка.
Там, где отрезок имеет максимальное значение, восстанавливается перпендикуляр, и под углом [θ] проводится луч.
-
Если учитывать реверс, то второй луч проводят под углом [θ] через отрезок кинематических отношений, отложенный под углом в 90º по направлению реверса и имеющий максимальное значение.
Если реверс не учитывать, второй луч проводят через т.Во под углом [θ]. Если допускается внеосность, то она будет равна е1*. Если внеосность равна нулю, то центр кулачка будет в т.О1:
ro = O1Bo
Если внеосность задана в техническом задании, например левая, то проводят прямую, параллельную прямой О1Во и отстоящая от нее на расстоянии, равном величине внеосности е1, с учетом масштаба μs*. В итоге получают точку О1**.
6.5.2 б) для кулачка с качающимся толкателем:
Порядок построения: В произвольном месте выбирается точка Со, из которой радиусом, равным длине толкателя, проводят дугу окружности. По хордам откладывают перемещения т.В. Полученные точки последовательно соединяют с т.Со.
-
На этих прямых и на их продолжении откладываются отрезки кинематических отношений, посчитанные в масштабе μs* по вышеприведенной формуле. Там, где отрезок имеет максимальное значение, восстанавливается перпендикуляр, и под углом [θ] проводится луч.
-
Е сли учитывать реверс, то второй луч проводят под углом [θ] через отрезок кинематических отношений, отложенный под углом в 90º по направлению реверса и имеющий максимальное значение. Центр кулачка будет в т.О1*:
ro = O1Bo
Если реверс не учитывать, то второй луч проводят через т.Во под углом [θ]. Центр кулачка будет в т.О1*:
ro = O1*Bo
Лекция 15.
6.5.3 Построение профиля кулачка.
а) с поступательно движущимся толкателем (рис. 6.5.3.а):
Дано:
ro min, внеосность левая е, φраб = ψраб, ωк=ω1, sB = f(φ1)
Требуется построить профиль кулачка.
В обращенном движении кулачок вращается с угловой скоростью, раной: ω1 + (–ω1) = 0.
Порядок построения:
На окружности, радиусом r =ro , проведенной в масштабе μl, с левой стороны от оси О1 на расстоянии е выбирается точка Во (пересечение оси толкателя, отстоящей на величину е от точки О1, с окружностью ro min). Точку Во соединяют с центром О1. От полученного луча ВоО1 в направлении (–ω1) откладывают угол φраб=ψраб и проводят луч О1В10. Полученная дуга ВоВ10 делится на 10 равных частей. В каждой из позиций 1,2… проводится положение оси толкателя в обращенном движении, при этом ось толкателя, перемещаясь в направлении (–ω1), будет все время касаться окружности радиуса е, проведенной из центра О1 с учетом масштаба μl. В каждой из позиций от точек 1,2,3… откладывают перемещения т.В толкателя вдоль оси толкателя, взятые с графика перемещений с учетом соотношения масштабов μl и μs. Полученные точки 1*,2*,3*… соединяют плавной кривой и получают центровой или теоретический профиль. Для построения рабочего профиля необходимо знать радиус ролика толкателя. Если он не задан, то его выбирают из конструктивных соображений:
Кроме того, радиус ролика должен быть таким, чтобы при построении профиля кулачка не было заострения в вершине кулачка. Выбрав радиус ролика, из любых точек теоретического профиля кулачка (чем чаще, тем лучше) проводят дуги окружности r=rp внутренним образом. Проведя огибающую к дугам, получают рабочий профиль кулачка. Если требуется построить профиль кулачка с поступательно движущимся толкателем и внеосностью е=0, то порядок построения профиля будет таким же, только ось толкателя будет проходить через центр вращения кулачка О1.
р
ис. 6.5.3.а рис. 6.5.3.б
б) с качающимся толкателем (рис. 6.5.3.б):
Дано:
ro min, lт, φраб = ψраб, ωк=ω1, sB = f(φ1), aw (из чертежа для определения ro min)
Требуется построить профиль кулачка.
Порядок построения:
В масштабе μl проводятся окружности радиусами ro и aw. В произвольном месте окружности с r = aw выберем т.С0. Соединим точку С0 с точкой О1. От полученного луча в направлении (–ω1) отложим угол φраб = ψраб, получим точку С10. Дугу С0С10 разделим на 10 равных частей (получим точки С1,С2,С3…– положение оси толкателя в обращенном движении). Из полученных точек проводим окружности радиусом lт до пересечения с окружностью радиуса ro_min. Из полученных точек 1,2,3… по хордам соответствующих дуг откладывают перемещения т.В толкателя, взятых с графика перемещения с учетом масштаба μl. Полученные точки 1*,2*,3*… соединяют плавной кривой – теоретический профиль кулачка. Радиусом ролика проводят дуги во внутрь и строят огибающую. Это и есть действительный профиль кулачка.