Lektsia_14_kul_mekhanizmy (836214)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Лекция 14ПРОЕКТИРОВАНИЕ КУЛАЧКОВОГО МЕХАНИЗМАС ПОСТУПАТЕЛЬНО ДВИЖУЩИМСЯ ТОЛКАТЕЛЕМИсходными данными для проектирования являются:1) структурная схема кулачкового механизма с указанием рабочегонаправления вращения кулачка. Дополнительно указывается необходимостьреверса (изменения направления вращения кулачка);2) максимальное перемещение толкателя (ход толкателя) h;3) внеосность (эксцентриситет) e расположения толкателя. Есливнеосность не задана, то она определяется при проектировании;4) фазовые углы кулачка;5) закон движения толкателя в виде графика изменения аналогаускорения толкателя ( без указания числовых значений ускорений) взависимости от угла поворота кулачка;6) допустимый угол давления   .Проектирование кулачковых механизмов включает три основных этапа:1) построение диаграмм аналога скорости и перемещения толкателя;2)определениеосновныхразмеровкулачковогомеханизма–минимального радиуса кулачка r0 и внеосности e (если она не задана), прикоторых углы давления не превышают допустимого значения.3) построение профиля кулачка.Построение диаграмм аналога скорости и перемещения толкателяПри проектировании кулачковых механизмов задают закон изменения(φ) аналога ускорения толкателя в следующей форме: aqBaqB (φ)k, гдеaqB (φ) – аналог ускорения толкателя; k – коэффициент, подлежащийопределению.

ДиаграммаaqB(φ)задает форму аналога ускорений с1указанием его значений на разных фазах движения. Диаграмму аналогаускорений получают после определения коэффициента k : aqB (φ)  k  aqB(φ)Диаграммы аналога скорости vqB (φ) и перемещения толкателя S B ()определяют интегрированием00vqB ()   aqB ()d   k  vqB(), vqB()   aqB()d 00S B ()   vqB ()d   k   vqB()d  ,(16.1)(16.2)где  – угол поворота кулачка.При повороте кулачка на угол удаления φ=φ у перемещение толкателяравно максимальному значению (ходу h): SB (φ у )  SB max  h .

Следовательно,khφу vqB (φ)dφ0.(16.3)Типовая диаграмма аналога ускорений толкателя представлена нарис. 16.1. На этой диаграмме можно выделить 3 фазы движения толкателя исоответствующие им фазовые углы кулачка: угол удаления  у , угол дальнегостояния д , угол сближения с . Сумма указанных углов равна углу рабочегопрофиля кулачка р  у  д  с . Здесь же приведены диаграммы аналогаскоростиvqB (φ)иперемещениятолкателяS B (φ) ,полученныеинтегрированием по формулам (16.1, 16.2).После поворота кулачка на рабочий угол р толкатель должен вернуться висходное положение. Следовательно, перемещение толкателя в конце фазысближения должно быть равно нулюуp vqB ()d    vqB ()d   0 .0co2(16.4)Геометрическая интерпретация выражения (16.4) означает равенствоплощадей фигур, расположенных под графиком аналога скорости vqB () , т.е.S5  S6 (см.

рис. 16.1).Рис. 16.1. Диаграммы аналога ускорения aqB , аналогаскорости vqB и перемещения S B толкателяСкорость толкателя в начале и в конце фаз удаления и сближения должнабыть равна нулю. Следовательно,ууу0ууcуpc0cу aqB ()d    aqB ()d   0,(16.5) aqB ()d    aqB ()d   0,где  уу – угол ускоренного удаления; с0 – угол поворота кулачка в моментначала фазы сближения; су – угол поворота кулачка в момент конца фазыускоренного сближения.3Геометрическая интерпретация выражений (16.5) означает равенствоплощадейфигур,расположенныхподграфикоманалогаускорениятолкателя, т.е. S1  S2 и S3  S4 (см. рис. 16.1).Рассмотримметодикуграфическогопостроениякинематическихдиаграмм aqB (φ) , vqB (φ) , S B (φ) .1.

Построение графика аналога ускорения толкателя aqB (φ) .График изменения аналога ускорений толкателя строится без указаниямасштаба по оси ординат, т.к. не известны его числовые значения. По осиабсцисс откладывают фазовые углы р  у  д  с в масштабе μ φ  b φр ,где b – длина отрезка, изображающего угол φ р (база графиков), мм; φ р –угол рабочего профиля, рад (рис.16.2).Максимальное значение ординаты графика на фазе удаления yaqу maxзадают произвольно. Максимальное значение ординаты графика на фазесближения yaqc max определяют из условия (16.4).

График изменения аналогаускорений на фазах удаления и сближения имеет одинаковую форму,поэтому yaqу max yaqс max  φс φ у2.2. Построение диаграммы аналога скорости толкателя vqB (φ) .ГрафиканалогаскороститолкателяvqB (φ)строитсяметодомграфического интегрирования графика аналога ускорения толкателя aqB (φ) .Для этого фазовые углы разбивают на несколько отрезков. На рис. 16.2 уголудаления φ у разбит на 4 равных отрезка, границы которых обозначеныцифрами 0,1,2,3,4. Угол сближения также разбит на 4 равных отрезка.

Черезполученные точки проводят вертикальные прямые на всех трех графикахaqB (φ) , vqB (φ) , S B (φ) . Далее проводится графическое интегрирование (см.рис. 16.2). Отрезок интегрирования 0K1 выбирают произвольно. Методикаграфического интегрирования подробно рассмотрена в пункте 3.3. Построение диаграммы перемещения толкателя S B (φ) .4График перемещения толкателя S B (φ) строится методом графическогоинтегрирования графика аналога скорости толкателя vqB (φ) . На оси абсциссРис. 16.2.

Диаграммы аналога ускорения aqB (φ) , аналога скорости vqB (φ) иперемещения S B (φ) толкателяоткладывают отрезок интегрирования 0K 2 произвольной длины. Концысредних ординат для каждого интервала проецируют на ось ординат. ... соединяют с точкой K 2 . Лучи K21, K2 2...Найденные точки 1,2образуют углы ξ1,ξ 2 ... c положительным направлением оси φ . На графикеперемещения толкателя S B (φ) в пределах интервала 01 проводят линию 01параллельную лучу K 21 . Из полученной т.1 в пределах отрезка 12 проводятлинию 1 2параллельную лучуK 2 2 . Построение продолжают до5построения последнего отрезка на участке 78.

В последней точке в концерабочего участка ( φ=φр ) ордината толкателя должна быть равна нулю.4. Определение масштабов построенных графиков.Масштаб перемещенийμS Масштаб аналога скоростиμ vq Масштаб аналога ускоренияμ aq ySB maxhмм м .μ S  0K2мм м .μφμ vq  0 K1μφмм м .Здесь ySB max – максимальное значение ординаты на графике перемещениятолкателя, мм; h – ход толкателя, м; 0K1 , 0K 2 – отрезки интегрирования,мм (см. рис.

16.2).Определение основных размеров кулачкового механизмаОсновными размерами кулачкового механизма являются минимальныйрадиуса кулачка r0 и внеосность e (если она не задана).Для обеспечения надежной работы кулачкового механизма необходимо,чтобы угол давления в любом положении на фазе удаления не превышалдопустимого значения   , т.е.

должно выполняться условиеmax   ,(16.6)где max – максимальное значение угла давления на фазе удаления.Для определения области допустимого расположения (ОДР) центравращения кулачка, в которой выполняется неравенство (16.6), строят графикзависимости S B (vqB ) .

Такой график зависимости часто называют фазовымпортретом (рис.16.3). При построении графика соблюдают следующиетребования: 1) положительное направление оси vqB необходимо определять6поворотом оси S B на 90 по направлению угловой скорости кулачка 1 ; 2)масштабы по двум осям должны быть одинаковыми l   S  vq .При определении ОДР реверсивного кулачкового механизма проводятдве прямые ОDi и ODk под углом   к оси S B , касающие фазового портрета сдвух сторон (рис. 16.3, а). В этом случае часть фазового портрета,расположенная с положительной стороны оси vqB , соответствует фазеудаления толкателя при заданном направлении угловой скорости кулачка 1 .Часть фазового портрета, расположенная с отрицательной стороны оси vqB ,соответствует фазе удаления толкателя при вращении кулачка противзаданного направления1 .

Допустимая область расположена междупроведенными линиями ОDi и ODk ниже точки их пересечения (т. O ).Точки B0 Bi , Bk и B на фазовом портрете обозначают различные положенияцентра ролика.Рис. 16.3. Области допустимого расположения центра вращениякулачка для реверсивного (а) и нереверсивного (б) кулачковыхмеханизмов7При проектировании кулачкового механизма с минимальными размерамицентр вращения кулачка необходимо расположить в т. O . В этом случаеопределяют эксцентриситет e , равный кратчайшему расстоянию от т. O дооси ординат S B , и минимальный радиус кулачка с центровым профилем r0(см.рис.

16.3, а)e  OC l , r0  OB0 l .Припроектированиикулачковогомеханизмасзаданнымэксцентриситетом e центр вращения кулачка располагают на границе ОДР,на которой выполняется условие max   . Тогда центр вращения кулачканаходится в точке пересечения линии O A с границей ОДР (см. рис. 16.3, а).Линию O A проводят параллельно оси ординат S B на расстоянии e от этойоси. В этом случае отрезок O B0 изображает минимальный радиус кулачка сцентровым профилем: r0  OB0 l . Расположение центра вращения кулачканиже границы ОДР приведет к увеличению размеров кулачка. На рис.16.3, aось толкателя 1 расположена левее оси вращения кулачка O .

Следовательно,т.Oявляетсяцентромвращениякулачкамеханизмаслевымэксцентриситетом.Для нереверсивного кулачкового механизма строят график S B (vqB ) нафазе удаления кулачка для заданного направления вращения кулачка. Далееопределение ОДР и основных размеров кулачкового механизма e и r0выполняют также, как для реверсивного механизма (см. рис.

16.3, б).Построение профиля кулачкаПри графическом построении профиля кулачка применяют методобращенного движения. Всем звеньям механизма дополнительно сообщаютугловую скорость ω1 . В этом случае кулачок становится неподвижным, астойка и толкатель будут вращаться с угловой скоростью ω1 .Последовательность построения профиля кулачка.81. Из центра окружности т.O проводят окружности радиусами r0 и e ввыбранном масштабе μ l (рис. 16.4).2.

На проведенных окружностях откладывают фазовые углы у , д , сипроводятлучиO10, O111 , O1 2 ,... ,соответствующиеразличнымположениям толкателя (см. рис. 16.2).Рис. 16.4. Центровой и конструктивный профили кулачка3. Через точки 0, 1 , 2 ,... проводят касательные к окружности радиусомe, располагая их по отношению к центру вращения кулачка так же, как заданов исходных данных: при правом эксцентриситете проводят справа, при левом– слева.4. На проведенных касательных откладывают отрезки 11 , 22 , 33,длины которых равны перемещениям толкателя, умноженным на масштабμl .Например,11  S1  μ l 11 μl ,μSгде11–длинаотрезка,изображающего перемещения толкателя в первом положении на диаграмме9перемещений S B (φ) (см.рис. 16.2); μ S – масштаб перемещения на диаграммеS B (φ) ; μ lмасштаб, в котором строится профиль кулачка (см. рис.

16.4).Соединяя полученные точкиплавной кривой получают0, 1, 2, 3центровой профиль кулачка.5. Выбирают радиус ролика rр . В кинематических передачах rрназначают в соответствии со стандартным рядом диаметров (ГОСТ 6636-69),учитывая соотношениеrр  (0,25 0,4)r0 .6. Проводят дуги окружностей радиусом rр с центрами в точках0, 1, 2, 3. Для построения конструктивного (рабочего) профиля проводятлинию эквидистантную центровому профилю, проходящую по касательной кпостроенным дугам окружностей.

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.

Список файлов лекций