Левитская О.Н., Левитский Н.И. - Курс теории механизмов и машин (1074006), страница 44
Текст из файла (страница 44)
Пусть, например, заданы ггм" =2, бы=2, г(= 1О. Подставляя исходные данные в (26.22), получаем игз1йт=38)9. Соеременное состояние синтеза зуб гатых ыеханнзмое. Синтез зубчатых чеханнзмон стал разяиеаться значительно нозлнсе, чем синтез зубчатмх занен.мнив. Необходимость развитии ыетодоя синтезе этих ыеханизман еолшкла е связи с задачачи ороектнронниия планетарных механизмОв, зходяюих е состан строп. тельно.дорожнык н трансиортиых мешин.
Большое количестзо возможных вариантае схем механизмов лля носираизаетения одних н тех же иерепаточных отиогнений нрнеаднло нередко к тому, что е машинах иримеиялись далеко не лучшие еернннты. В первую очередь бьыи рззеиты метолы зубчатых механнзмоя с учетам КОД и ныяялш н м всех н зможных езризотоз. Дальнейшее развитие методов синтеза зубчатмх механизмоз, продолжающееся и н наше врем», саяна. но с построение справочных таблг н и граф кое с учетом многих других доиолнительных услоеий (нега, габаритно, техиологичнос-.н нзготоеления н т н ).
Эти дополнительные условия заенсят от назначения той илн иной машины. Поэтому разнинаются и подробна обосноныиагатся методы выбора оптимальных схем планетарных механнзмон для отдельных гонон мешин. ГЛАВА И СИНТЕЗ КУЛАЧКОВЫХ И т ИДРАВЛИЧЕСКИХ МЕХАНИЗМОВ 5 26. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ РАЗМЕРОВ КУЛАЧКОВЫХ МЕХАНИЗМОВ Виды кулачковых механизмов, Входным звеном в кулачиовам механиаме обычно является кулачок, т. е. звено, котороьту принадлежит элемент высшей пары, выполненный в виде поверхности переменной кривизны. Прямолинейно движущееся выходное звено назовем толкателем, а вращающееся (качающееся) — коромыслом.
Для уменьшения трения о поверхность кулачка выходное звено часто снабжается роликом. гг а Рнс. 116 Постоянное соприкасание звеньев в высшей паре обеспечивается или силовым, или геолгетрическим замыканием. При с и л о в о м замыкании (рис. 116, а) постоянное прижатие звеньев происходит под действием пружины, силы тяжести, давления жидкости н т. и.
г) Рис. !77 При ге о нет р и че с к о м залгыкании возможность отрыва одного звена от другого устраняется введением дополнительной (избыточной] связи, которая не накладывает новых ограничений ва относительное движение звеньев, Одним из наиболее распространенных способов геометрического замыкания является применение пазового кул а ч к а (рис. 116, б). Трудности точного выполнения паза и устранения уда. ров ролика о паз привели к появлению двухдисковых купаа ч к о в (рис. 116, в), в кото. рых выходное звено взаимодействует с двумя дисковыми кулачками, жестко соединенными между собой. Вместо лвухдиско- Рвс. 778 ного кулачка можно выполнить ди а м ет р а л ь н ы й к у л а ч о к (рис. 116, г), в котором, однако, профиль кулачка может быть произвольно выбран только на некоторой его части. Другая часть профиля получается из условия касании кулачка со второй плоскостыз.
Кроме подразделения кулачковых механизмов по способу замыкания высшей пары они различаются также по видам движения входных и выходных звеньев и по виду элемента высшей пары на звене. соприкасающемся с кулачком (плоскость, цилиндрическая поверхность ролика, сферическая поверхность и т. п.). Общее число возможных сочетаний по этим признакам достаточно венино, и на рис. 116 показаны только некоторые виды плоских ку.чачковых механизмов. Эквивалентные (заменяющие) механизмы. Если в механизме с 2!в ! л сй „„ гв высшей парой оба ее элемента образованы поверхностями с постоянной кривизной, то этот механизм всегда может быть заменен кинематически эквивалентным механизмом с низшими парами.
Например, эксцентриковый механизм (рис. 117, а) — кривошипноползуииым механизмом с кривошипом АВ и шатуном ВС, а пло- ский поводковый механизм 7 (рис. 117, б) — шарнирным четырехзвенииком АВСВ На этом основании оба механизма не считаются кулачковыми. 7 Т Оии представляют лишь кон- структивные видоизменения ! ,/ — г механизмов с низшими пара- слн же хотя бы один эле- 1 мент'высшей пары образован поверхностью переиенной кривизны, т. е. принадлежит куу '~ , пачку, то можно получить только мгиоиеиный заменяю.
ш'.и ь щнй механизм с низшими пас рами. Например, для плоского кулачкового механизма (рис. 1!7, в) по аналогии с предыдушим механизмом можно поз строить заменяющий механизм в виде шарнирного четырехзвениика, если поместить центры шарниров В и С в центры кривизны профилей. Но длины звеньев этого механизма будут переменными и, кроме того, его кинематическая эквивалентность распространяется только иа скорости и ускорения первого порядка.
Если один из профилей — прямая линия, то его центр кривизны удаляется в бесконечность н вместо шарнира в заменяющем механизме будет поступательная пара (рис.!17, г). Этапы синтеза кулачковых механизмов. Первый этап синтеза состоит в определении основных размеров механизма (минимальный радиус-вектор кулачка, длина коромысла и т. п.), а второй в определении элемента высшей пары на кулачке (профиль плоского кулачка или сопряженная поверхность пространственного кулачка) по заданной зависимости между перемещениями входного н выходного звеньев.
На рис. 118 показана типичная для машннавтоматов зависимость между перемещением толкателя з и углом поворота кулачка е. В соответствии с видом графика з(гр) участок на угле ел называется фазой подъема, а иа угле ф, — фазой опускании. Между ними могут быть фазы выстоя: мь, — верхний ныстой, ~р„л — нижний выстой. Угол давления на ведомое звено кулачкового механизма.
Основные размеры кулачкового механизма выбираются из условий 2!а Р =пР (26.2) где щ — масштабный коэффициент длин; ю — угловая скорость кулачка. Из точки Ь, проводим направление вектора пв,в, (в повернутом плаие скоростей параллельно порвали пп) до йересечеиия с проведенным из полюса р перпеидикуляром к скорости толкателя вв.. Получензый отрезок рЬ, дает модуль скорости вв,.
вв', =-(рЬ,) р„. (26.3) Подставляя в эту формулу иасштабный коэффициент из (26.2) н учитывая, что св,=з'ы, где з'=ба/б(1 — аналог скорости толкателя, получаем (26гй) скорости (рЬ,)=з (рп т. е. отрезок рЬз в масштабе схемы изображает аналог толкателя.
Из треугольника Ь,ЬЬз с учетом (26А) находим (из= г л — вз (26.5) Лля кулачкового механизма с центральным тоткателем, т. е. для мехайнзма без смещения (е=б), имеел~ (р В= — ' (26.6) з.г ло гц7 8 — 3349 выполиеиия заданных ограничений, из которых в первую очередь иадо отметить ограничение по углу давяения.
Определим, например, угол давления ва ведомый толкатель 2 для механизма (рис. 119), в котором центр ролика В давя<ется по прямой, смещенной относительно цеитра вращения кулачка й Смещение е считается положительиылц если направление скороств толквтеля при его подъеме составляет острый угол с направлением скорости точки контакта иа кулачке. Перемещеиие толкателя з и угол поворота кулачка ф отсчитываюзся от положения начала фазы подъема, т. е.
от иаипиашего положения центра ролика, иаходяпсегося на расстоянии Р, от цеи. тра О вращения кулачка. Это расстояние, называемое начальным радиусом, совпадает с мпнимальным радиусом-вектором центрового профиля кулачка, под которым понимается траектория центра ролика отиосительио кулачка. Угол давления 0 иа ведомый толка- тель равен углу между нормалью пп к цеитровому профилю (или, что то же, к профилю кулачка) и скоростью центра ролика. Его величину можно найти из повернутого иа 90' плана скоростей, построенного по уравнению ив,= вв, + зтв,в,. (26.1) Полюс плана скоростей р совместим с центром ролика, а точку Ь, плана — с центром вращения кулачка. Тогда масштабный коэффициент илана скоростей Для кулачково.коромысловога механизма (см. Рве, 116, о) угол давления можно приближенно определять по (26.5), если траектория центра ролика мало атлвчается от прямой, проходящей иа расстоянии е от центра вращения кулачка.
Выбор допускаемого угла давления. Различают два основных случая выбора допускаемого угла давления в кулачковых механизмах: 1) требуется получить малые габариты мехаи»зма; 2! требуется получать высокий КПД. Для получения малых габарятов надо уменьшать начальный радиус йы Но прп этом согласно (26.5) увеличивается угол давления и возрастают реакции в кииематических ларах. Это возрастанне реакций можно оценить коэффициентом возрастания усилий ' ~=Ел(Г, (26.7) где Рэ! — модуль реакции иа ведомый толкатель со стороны кулачка или ролика; с — модуль силы сопротивлении, действующей на талкатель (включая и силу инерции). В 6 8 прн снлонам расчете кулачкового механизма бмла получена фориула (8.10) дая определения модуля реакции Кэ!.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
