Кулачковые механизмы - Методические указания к курсовому проектированию (1092971)
Текст из файла
Министерство образования Российской ФедерацииДальневосточный государственный технический университетКУЛАЧКОВЫЕ МЕХАНИЗМЫМетодические указания к курсовому проектированию для студентовмеханических специальностейВладивосток20002УДК 621.835Методические указания предназначены для использования привыполнении задания на курсовое проектирование " Кулачковые механизмы" по курсу "Теория механизмов и машин".Методические указания содержат основные положения и определения, примеры синтеза кулачковых механизмов, требования посодержанию и оформлению пояснительной записки.Методические указания составлены профессором кафедры"Основы конструирования" В.В.Лоцманенко.3СОДЕРЖАНИЕ1.
Основные положения и определения………………………….. 32. Синтез кулачкового механизма ползунной схемы графическим методом……………………………………………...92.1. Решение первого этапа синтеза схемы кулачкового механизма…………………………………………………………….92.2. Решение второго этапа синтеза схемы кулачкового механизма…………………………………………………………….133. Синтез кулачкового механизма коромысловой схемы графическим методом……………………………………………………. 153.1. Решение первого этапа синтеза схемы кулачкового механизма……………………………………………………………...
163.2. Решение второго этапа синтеза схемы кулачкового механизма……………………………………………………………... 164. Величина радиуса ролика толкателя…………………………… 195. Кинематические параметры кулачкового механизма………... 195.1. Кинематические параметры входного звена……………. 195.2. Кинематические параметры выходного звена………….. 196. Заменяющий механизм…………………………………………. 207. Указания к выполнению задания……………………………….
21Литература………………………………………………………. 2241. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ1.1. Кулачковым механизмом называется трехзвенный механизм, составленный из стойки и двух подвижных звеньев (кулачка итолкателя), связанных между собой посредством высшей кинематической пары. Механизм служит для воспроизведения заданного периодического закона движения ведомого звена. Ведущим звеном вкулачковом механизме является, как, правило, кулачок, ведомымзвеном толкатель.Если в кулачковом механизме относительное движение звеньев происходит в параллельных между собой плоскостях, то такойкулачковый механизм называется плоским.В практике находят применение три вида плоских кулачковыхмеханизмов, (рис.1).Рис.
1. Схемы плоских кулачковых механизмова) - ползунная схема; б) - коромысловая схема;в) - шатунная схема; 1- кулачок, 2- толкательЧаще других применяются кулачковые механизмы ползуннойсхемы.1.2. Толкатель в кулачковом механизме заканчивается, какправило, вращающимся роликом, который касается кулачка непосредственно. Наличие ролика никак не отражается на законе движения толкателя.
Назначение ролика - перевод трения скольжения толкателя по кулачку в трение качения ролика по поверхности кулачка.В итоге получаем повышение долговечности кулачкового механизмапо износу.1.3. Кулачку в кулачковом механизме присущи два профиля действительный (рабочий) и теоретический, рис.2.Действительным профилем является профиль кулачка, с которым непосредственно соприкасается ролик толкателя.Теоретический профиль - это кривая, которую описываетцентр ролика толкателя при движении относительно кулачка.Действительный и теоретический профили кулачка являютсяэквидистантными (равноудаленными друг от друга) кривыми.В практике находят применение толкатели без ролика.5Рис.
2. Профили кулачка (1- действительный,2 - теоретический)1.4. На рис. 3 изображен кулачковый механизм, толкатель которого касается теоретического профиля кулачка в точке В. n-n нормаль к профилю кулачка в точке касания, N - нормальное давление со стороны кулачка на толкатель. Разложим нормальное давление N на составляющие R (направлена по движению толкателя) и T(перпендикулярна направлению движения толкателя).Значения этих составляющих:R = N ⋅ cosγ i ,T = N ⋅ sin γ i (1.1)гдеγ i − текущий угол давления в кулачковоммеханизме ( угол, со-ставленный нормальным давлением N и направлением скоростиV движения толкателя).Рис. 3.
Разложение нормального давления NКак следует из (1.1), с увеличением угла давления γ i растет составляющая T нормального давления N . Эта составляющая при больших углах давления γ i может привести к перекосу толкателя и заклиниванию его в направляющих.В связи с этим, значение γ i ограничивается:γ min ≤ γ i ≤ γ max (1.2)6В кулачковых механизмах ползунной схемы обычно принимают (наэтапе удаления) γ≤ 30ο.maxС целью уменьшения габаритов кулачкового механизма ( при) вводится смещение e толкателя, (рис. 3).заданном значении γmax1.5.В движении кулачкового механизма различают в общемслучае четыре этапа (фазы), (рис. 4):Рис. 4.
Этапы в движении кулачкового механизма1 этап - удаление толкателя, фазовый уголстояние толкателя, фазовый угол−α д .−α у , 2этап - дальнееПрофиль кулачка на этапетеордальнего стояния есть окружность радиуса rmaxс центром на оси Овращения кулачка.3 этап - приближение толкателя, фазовый угол − α п . 4 этап - ближ-нее стояние толкателя, фазовый угол−α б .Профиль кулачка на этапе ближнего стояния толкателя являтеорется дугой окружности радиуса rmaxс центром на оси О вращениякулачка. При этом α у + α д + α п + α б = 360ο .В частном случае в движении толкателя может не быть второго и четвертого этапов или одного из них.Соответствие между фазовыми углами в движении кулачка иперемещением толкателя устанавливается так называемой циклограммой работы кулачкового механизма.1.6. Среди основных типов простейших механизмов толькокулачковый механизм является вполне универсальным в том смысле, что позволяет связать параметры на входе и выходе механизма7практически любой используемой в технике непрерывной математической зависимостью.По своему назначению кулачковые механизмы подразделяются на функциональные и позиционные.Назначение функциональных кулачковых механизмов - воспроизведение заданного закона движения выходного звена.Позиционные кулачковые механизмы предназначены для перевода выходного звена из одного крайнего положения в другое.При синтезе схемы функционального кулачкового механизмазадается закон движения выходного звена ( функция положения механизма), для позиционного кулачкового механизма задается законизменения ускорения выходного звена или аналога ускорения ( вторая передаточная функция механизма) при известных кинематических параметрах движения входного звена.Задача по синтезу схемы кулачкового механизма решается вдва этапа.Первый этап: исходя из условия ограничения углов давленияγ max , при удалении и приближении толкателя, определяют основныегабаритные размеры кулачкового механизма.Независимыми параметрами, подлежащими определению напервом этапе решения задачи, являются минимальный теоретичетеорский радиус rmaxкулачка, смещение e толкателя и положение осиО вращения кулачка (ползунная схема кулачкового механизма); ми-нимальный радиустеорrmaxкулачка,положение оси О вращения ку-лачка, расстояние между осями вращения толкателя и кулачка ( коромысловая схема кулачкового механизма).Второй этап: методом обращения движения кулачковогомеханизма производится построение профилей кулачка, обеспечивающих удаление и приближение толкателя по заданному закону.Исходными величинами при синтезе схемы кулачкового механизма являются:1) Циклограмма работы кулачкового механизма, устанавливающая, как уже отмечалось, взаимосвязь фазовых угловкулачка с перемещениями толкателя;2) Величина перемещения толкателя (его ход);3) Законы движения толкателя на этапах удаления и приближения;4) Наибольшие углы давления на этапах удаления и приближения;5) Радиус ролика толкателя.81.7.
В процессе работы кулачкового механизма кинематическая пара "кулачок-толкатель" должна быть замкнута.Замыкание пары может быть геометрическим, при помощи газа, и силовым, с использованием пружины.Основное назначение пружины - своим усилием противодействовать силе инерции толкателя и связанных с ним поступательнодвижущихся масс, чтобы предотвратить отрыв толкателя от кулачка.Такой отрыв может произойти в период движения механизма на этапе удаления толкателя, когда сила инерциидвижению толкателя, (рис. 5).Фmax направленапоРис. 5. К расчету усилия замыкающей пружины(1 - кулачок, 2 - толкатель, 3 - пружина)Пружина должна учитывать действие и некоторых других силовыхфакторов, имеющих место при работе кулачкового механизма.
Всвязи с этим, усилие пружины, рассчитанное по наибольшей силеинерции, увеличивают на 30-40%. Однако чрезмерное усилие пружины не рекомендуется по следующим причинам: с "сильной" пружиной связан излишний расход энергии, повышенный износ и недолговечность звеньев; " сильная пружина может вызывать удары,шум на этапе приближения толкателя. Шаги при расчете усилияпружины:Шаг1. Рассчитать наибольшее отрицательное ускорение толкателя на этапе удаления (направлено против скорости толкателя);′′ α ,Wmax = ω 2 ⋅ П max()где ω − угловая скорость кулачка;′′ α − наибольшее отрицательное значение аналога ускоПmax()()рения толкателя на этапе удаления, определяется из графика П ′′ α .Шаг 2.
Рассчитать наибольшее значение силы инерции ( направлена по скорости толкателя), стремящейся оторвать толкательот кулачка:9Фmax =G⋅Wmax ,gгде G − вес толкателя и связанных с ним поступательно движущихся масс;g − ускорение силы тяжести.Шаг 3. Определить усиление P пружины, удерживающей толкатель в контакте с кулачком: P ≥ Ф.maxС учетом некоторого запаса принять:P = 4 / 3Фmax .Примечание: Перед выполнением шага 3 сопоставить величину силы инерции Фс весом G поступательно движущихся масс с цеmaxлью выявления необходимости установки пружины в синтезируемойсхеме кулачкового механизма, При Ф< G пружина не нужна.max2. СИНТЕЗ КУЛАЧКОВОГО МЕХАНИЗМА ПОЛЗУННОЙСХЕМЫ ГРАФИЧЕСКИМ МЕТОДОМИсходные данные:толкателя, мм;H − ход толкателя, мм; r0 − радиус роликауп − наибольшиеγ max,γ maxуглы давления на этапахудаления и приближения толкателя, градусы;α у ,α п − фазовыеуг-лы кулачка, соответствующие этапам удаления и приближения толкателя, градусы; α = α − фазовые углы кулачка, соответствуюдбщие дальнему и ближнему стоянию толкателя, градусы;закон изменения аналога ускорения толкателя.П ′′(α )−2.1.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
