Артоболевский И.И. - Теория механизмов и машин (1073999), страница 105
Текст из файла (страница 105)
Зная размеры звеньев механизма, можно определить рабочий угол ф поворота рычага 2, соответ- 6 ствующий периодам времени 1, и 1, или соответственно углам ф в и фгб поворота в"; кулачка. Таким образом, рйчаг 2 по. ворачивается на угол фр в одном нар , „ т л правлении за время 1„ или при пово. роте кулачка на угол фцн производя закрытие ножниц. Далее, рычаг 2 поворачивается на тот же угол ф, в противоположном направлении, за время ~„ илн при повороте кулачка на угол ф,„, иеииитие в тт производя открытие ножниц.
Наконец, „.Вг ке .яр за время 1,приповоротена угол ф„выетоя рычаг 2 должен быть неподвижен. Имея зги данные, можно построить „'„";„.,"„';$"„";„'"~;,",т", ",„'„"' условную диаграмму движения рычага му ви рна, Вб.б 2 И таК НаЗЫВаЕМУЮ ЦиКЛОгааММУ ла- конизма (риа. 26.7). На рие. 26.7, а построена условная функция положений, т.
е, зависимость ф, = ф, (ф,). Условность диаграммы рис. 26.7, а заключается в том, что изменение угла ф, в функции угла ф, принято линейным. Рис. 26.7, б представляет собой циклограмму, механизма. На ней показаны углы ф„ф, и ф„соответствующие повороту кулачка 1 за время 1„, 1, н 1,. 2'. Рассмотрим некоторую типовую функцию положения, заданную в виде графика зависимости з, = гв(ф,) (рис. 26.8, б), где з, — линейное перемещение толкателя 2, а ф, — угол поворота кулачка (рис.' 26.8, а). Пусть угол поворота кулачка Ф = 2п соответствует полному циклу движения механизма.
На угле поворота ф, 'происходит подъем толкателя на величину й'. Далее, на угле поворота ф" ,толкатель имеет Выотой. На угле поворота фп' происходит опускание толкателя на величину й'и Ы вЂ” й'('. На угле поворота фУ толкатель имеет второй выстой. Нз угле поворота фч толкатель опустится на величину йч, и на угле поворота ф~' толкатель вновь имеет выстой. Углы ~р'„ф", ф',", ... носят название фазоаьи углов.
Участок кривой гв = зв ~фД, соот- э из. пэовктиговднив кулдчковых мвхднизмов в)в ветствующий фазовому углу «р'„называется фазой подъема, потому тпо при повороте кулачка на этот угол график движения толкателя 2 поднимается (рнс. 26.8, б). Участки кривой з, = д, (ф«), соответствующие углам «р,", ф)у и фу«1, называются фазами аысп)оя, и, наконец, участки ф',и н фу« — фазой опускания, ибо на этих участках график движения толкателя опускается. Нетрудно видеть (рис. 26.8, а), что на углах )р,", ф««У и фУ«), соответствующих фазам выстоя, профиль кулачка 1 должен быть очерчен по дугам Рнс. 88.8.
Кулаеновма механнам с поступательно двнмущнмся толнателем) и схема механнама; 8) нанон движения вмходного авена окружностей с радиусами т+ й), г+ й)у и г, где г — наименьший радиус-вектор кулачка. На углах ф,', «р,'и и фн«, соответствующих фазам подъема или опускания, профиль кулачка должен соответствовать выбранным на этих фазах законам движения з) = ~ (ф«). На рис. 26.8, а участки кулачка, соответствующие этим фазам, показаны условно штриховой линией. На рис.
26.8, а и б был рассмотрен кулачковый механизм с поступательно движущимся звеном, но все определения и положения применимы и для кулачковых механизмов с коромыслом (например, вида, показанного на рнс. 26. (, б нли рис. 26.8). В этих случаях по осн ординат (рис. 26.8, б) следует отложить углы «р„поворота коро- мысла 2, и тогда получается зависимость фв = фв (ф«) Выбор наиболее рациональных законов движения выходных звеньев 17е 516 Гв. 2к синтвз кулхчковых мвхпнизмов зависит от многих требований кинематического, динамического, конструктивного н технологического характера, на некоторых нз которых мы остановимся в следующем параграфе.
3'. К исходным данным для проектирования кулачковых механизмов относится также выбор основных размеров их звеньев. Здесь сначала надо отметить желательность получения наименьших габаритов механизма, достаточно высокого его коэффициента полезного действия, установление размеров направляющих для толкателей, определение диаметра ролика или размеров плоской тарелки толкателя и коромысла и т. д. Основные конструктивные размеры звеньев кулачковых механизмов также связаны и с расчетом на прочность этих звеньев, износом профилей элементов высшей кинематической пары, надежности работы механизма и т. д. Как всегда, при конкретном проектировании трудно спроектировать кулачковый механизм, который удовлетворял бы всем требуемым показателям в одинаковой степени.
Поэтому в процессе проектирования конструктор обычно просчитывает несколько вариантов схем механизма и выбирает из них оптимальный вариант или стремится, учитывая технологическое задание, удовлетворить в той или иной степени основным кинематическим, динамическим, конструктивным и технологическим требованиям к рациональной конструкции механизма. Ниже, в особом параграфе, будут более подробно рассмотрены некоторые вопросы выбора основных размеров звеньев кулачковых механизмов. $ 114.
Законы движения выходных звеньев 1'. Теоретически кулачковыми механизмами можно осуществлять самые различные законы движения, но на практике пользуются только теми, которые обеспечивают более простую технологию обработки профиля кулачка и удовлетворяют кинематическим и динамическим требованиям к кулачковому механизму. Рассмотрение этих законов будем вести для четырех характерных фаз движения выходного звена» фазы подъема ф„ фазы верхнего выстоя ф„, фазы опускания «рв и фазы нижнего выстоя «р„,. Наиболее простым законом з, = з, (ф,) является линейный закон движения на фазах подъема и опускания (рнс. 26.9).
Углы ф„ соответствующие фазам подъема, выстои и опускания, обозначены через фп, «р,в, «рв и «р„в. Сумма этих углов обозначена через «(>» Ф = фп+ 'Рвв + фв+ фпв Полный подъем выходного звена обозначен через й, Закон движения выходного звена на фазе подъема представляет собой зависимость зв = — фы Ь (26.2) 'Рп ф )!Е. ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ ВЫХОДНЫХ ЗВЕИЬЕВ 517 а на фазе опускания Ь Ь Ь 'Рнн) '~!) 4) = ч, (ч) — )Рнв) — — гР!. (26.3) з)о 130 то Аналог зу скорости выходного звена соответственно равен для фазы подъема зу = — = — = сопз(, г)зз Ь (26. 4) ьг! а для фазы опускания зу = — — ~ †(пу Чнн) — — )рз~ = — — = сопз(.
(26.5) бза ) Г Ь ьр !т !р~ ~ ч)~ Диаграмма э~ = зу ()р,) показана на рис. 26.9, б. Скорость движения толкателя на обеих фазах постоянна. Аналоги ускорений зу на обеих фазах равны нулю, кроме положе ний а, Ь, с и 5(, где функция зу = зу ()р,) имеет разрывы. В этих положениях теоретически ускорения 95 (М Ра Рау 7~ выходного звена являются раВНЫМИ бЕСКОНЕЧНОСтИ.
55 Это вызывает появление в механизме так называе- н мых жестких удп()ов, при Й которых силы, действую- аа' щие на звенья механизма, теоретически достигают бесконечности. Практичес- ру УСКОРЕНИЯ В УЯВЗВННЬ)Х рнс. аа.а. Заков движении емходвого звена ку. положениях не равны бес- ваткового механизма: а) диаграмма пу~и; б) диа- грамма аиаиогв скороств; а) диаграмма внавога конечности, потому что ускоренмв обычно действительным (центровым) профилем кулачка является профиль, построенный как эквидистантная кривая к теоретическому профилю, что вызывал изменение в этих положениях не только теоретического ускорения, но и скорости.
Кроме того„если даже толкатель не имеет ролика, а оканчивается острием, то вследствие упругости звеньев кулачко. ного механизма ускорения ау не могут получаться равными бесконечности благодаря амортизирующему эффекту упругих звеньев. Несмотря на это, все же в указанных положениях мы можем получить размыкание элементов высшей пары и соударение толкателя и кулачка.
Поэтому обычно линейным законом пользуются только на части фаз подъема или опускания и в закон движения вводятся переходные кривые, позволяющие осущь ствлять плавный переход иа участках сопряжения двух линейных законов движения. Такими переходными Кривыми могут быть 518 Гл. 26. СИНТЕЗ КУЛАЧКОВЫХ МЕХАНИЗМОВ дуги окружностей, участки парабол, участки синусоид и т.
д. На рис. 26.10 показан линейный закон движения а переходными участками, очерченными по дугам окружностей радиусов г, на участках ср) и ф) фаз подъема и опускания. Чтобы не имел места скачок в кривой аналога скоростей 62 = зй (1р,) (рис. 26.10, б), необходимо линейный участок диаграммы з, = з, ()р)) выполнить по касательным к окружности радиуса г. Это может быть всегда сделано, если воспользоваться построением, показанным на рис. 26.11, где рассмотрен в большом масштабе участок гр, фазы подъема. Из точек А и В, лежащих на расстояниях Г и 1) — г на ординатах, Рнс. 26.16. Закон двкженкв выходного авена ку.
лачковаго механнама с плавнымн переходамв яа сопряжеакях лннейных участков: а) диаграмма пути; б) дкаграмма аналога скоростн; а) дквграмма аналога ускоревня Рнс. 26,11. Способ пострсеквя плавных переходов вв диаграмме о двумя линейными участкам» проведенных в точках а и (), проводим окружности выбранного радиуса г. Далее, соединяем точки А и В прямой. Из точек Р и Е, лежащих на прямой АВ, радиусами В, равными В = АВ/4, проводим окружности до пересечения в точках и) и й о окружностями радиусов, равных г.
Прямая ят получается касательной к окружностям радиуса г. Таким образом, кривая зв = з, (грт) будет состоять на участках гр) из дуг ая и ии окружностей, а на участке ф„— 2)р) — из прямой я)и. Диаграмма аналога скоростей а = ж ()р)) показана на рис. 26.10, б, а диаграмма аналога ускорения ж = з) ()р)) — на рис. 26.10, в. Из зтих диаграмм видно, что на участках тр'„ фазы подъема и ф) фазы опускания аналог скорости Й не претерпевает разрывов.
Аналог ускорений а", в начале н конце каждого интервала )р'„ и гр) претерпевает мгновенное изменение своей величины на конечную величину. Следовательно, в точках а, е, Г, 6, с, д, й и с( будут иметь место удары, но меньшие, чем в случае, рассмотренном на рис. 26.9. Эти удары при мгновенном изменении ускорений на конечную величину носят название мягких ударов.
Мягкие удары менее и И4. ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ ВЫХОДНЫХ ЗВЕНЬЕВ 619 (26.6) (26.7) Зависимость для аналога ускорения уу (рис. 26.12, в) для первого предела будет такая: д,=а),= сопз1, (26.8) опасны для работы кулачковых механизмов, поэтому многие тихоходные кулачковые механизмы работают в условиях мягких ударов. Из рис. 26.1! также следует, что угол наклона р прямой Ат больше угла а наклона прямой ап, т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
