5. Синтез кулачкового механізму

5. Синтез кулачкового механізму

5.1. Задачі

Спроектувати профіль кулачка заданого типу кулачкового механізму за відомими вихідними даними:

= закону руху вихідної ланки (штовхача);

= граничним кутом передачі руху.

5.2. Закон руху вихідної ланки

Закон руху вихідної ланки в даному завданні задається у вигляді графіку аналога прискорень (у нашому варіанті..................................закон).

Примітка: вставити свій закон руху штовхача (за завданням).

Задається також максимальний хід штовхача = мм, фазові кути повороту кулачка j_в =; j_д =; j_п = (в даному варіанті закон - симетричний).

По осі абсцис координатної сітки графіку відкладаємо фазові кути j_в =....; j_д =; j_п =....в масштабі кута повороту кулачка = 0,5 град/мм або 0,0087 рад/мм. Якщо кути j_в і j_п рівні, то вибираємо висоти для зображення максимальної ординати графіку з умови: мм.

Примітка: підстановка усіх числових даних обов'язкова!

Будуємо графік (див................................................).

Примітка: дати посилання на шифр креслення, наприклад: .

Методом графічного інтегрування графіку будуємо графік аналога швидкостей . Ділимо фазові кути j_в і j _п на рівне число частин.

Примітка: наприклад, на 6 - 8 – точки розподілу мають обов'язково проходити через вершини та «нулі» графику.

Приймаємо полюсну відстань = мм.

Примітка: Полюсну відстань в залежності від висоти графіка рекомендується приймати в межах 30...45 мм.

Отримуємо графік аналога швидкостей (див..........................................).

Примітка: дати посилання на шифр креслення, наприклад: .

Аналогічно будуємо графік переміщення штовхача , приймаючи полюсну відстань =............мм (див...............................).

Примітка: дати посилання на шифр креслення, наприклад: .

Отримуємо графік переміщення штовхача .

Визначаємо масштабні коефіцієнти:

l масштаб часу, с/мм:

=...,

де - частота обертання кулачка, хв^-1. .

Примітка: Враховуючи, що кулачок знаходиться на валу кривошипа, його частота обертання дорівнює частоті обертання кривошипа .

Заданий максимальний хід штовхача =...мм =...м. Тоді:

l масштаб переміщення, м/мм:

=..............................м/мм,

де - максимальна ордината графіка , мм (береться з креслення).

Між масштабами при графічному інтегруванні існують такі залежності:

l масштаб аналога швидкості, м/мм:

=...............................м/мм,

де - полюсна відстань, мм.

l масштаб аналога прискорення, м/мм:

=.....................................м/мм,

де - полюсна відстань, мм.

Ці ж графіки, крім аналогів швидкості та прискорення, дозволяють отримати й лінійні швидкості та прискорення:

l масштаб лінійної швидкості, мс^-1/мм:

=....................................... мс^-1/мм,

де - кутова швидкість кулачка, с^-1;

........................ с^-1,

де - частота обертання кривошипа, хв^-1 (за завданням).

l масштаб лінійного прискорення, мс^-2/мм:

=............................... мс^-2/мм.

5.3. Визначення мінімального радіуса кулачка

Задачею динамічного синтезу кулачкового механізму є визначення такого мінімального радіуса кулачка, за якого змінний кут передачі в кожному положенні не буде менш за

Узявши довільну точку на площині, відкладаємо від неї вверх відрізок 0-6, який дорівнює ходу штовхача в масштабі =......... м/мм.

Примітка: Цей масштаб може дорівнювати або бути кратним масштабу .

Цей відрізок розмічаємо у відповідності до графіку . Через точки розподілу 1…13 (кількість точок як на графіках) проводимо горизонтальні прямі. Від точок 1… 6 праворуч при підйомі та від точок

7 - 13 ліворуч при опусканні штовхача (за умови обертання кулачка за годинниковою стрілкою) відкладаємо відрізки , які отримані шляхом множення ординат графіка аналога швидкостей на масштаб цього графіка та наступного ділення на масштаб (див. табл. 5.1.).

Таблиця 5.1.

Значення відрізків , мм

продовження табл. 5.1.

Примітка: Кількість стовбців відповідає числу точок на графіках.

Отримані точки з'єднуємо плавною кривою, отримаємо діаграму залежності аналога швидкості від переміщення . Проводимо під кутом через максимально виступаючі точки діаграми дві дотичні до неї. Точка перетину дотичних – початок області (заштрихована), де можна вибрати центр обертання кулачка.

Якщо кулачковий механізм – центральний, то для отримання мінімального радіуса кулачка з'єднуємо точку з точкою 0. Отримуємо радіус = …………………..м = ………….мм.

Примітка: Підстановка цифр - обов'язкова! Отримане значення треба закруглити до стандартного значення за рядом нормальних лінійних розмірів.

Для отримання при позацентровому кулачковому механізмі відкладаємо від т. значення ексцентриситету мм в масштабі = ………….м/мм в той бік, куди обертається кулачок. Отриманий центр з'єднуємо з точкою 0 – це мінімальний радіус кулачка. = …………….м =………….мм.

Слід зауважити, що чим нижче в заштрихованій області вибрати центр обертання кулачка, тим краще буде робота кулачкового механізму, але його габарити будуть більшими.

5.4. Профілювання кулачка

При профілюванні кулачка застосовується метод обернення руху, згідно з яким усій системі надається кутова швидкість, що дорівнює за величиною, але протилежна за напрямом кутовій швидкості кулачка. Тоді кулачок буде зупиненим, а штовхач буде обертатися навколо центра кулачка, описуючи вістрям його центровий профіль.

Для кулачкового механізму з центральним кулачком, прийнявши масштаб = ………м/мм (стандартний), з довільного центра проводимо коло радіусом рівним . Вісь руху штовхача проходить через центр обертання кулачка . Напрям обертання кулачка задано (наприклад, за годинниковою стрілкою).

Примітка: вставити свій напрям – за завданням!

У напрямку оберненого руху (- w_к) від осі руху штовхача відкладаємо фазові кути j_в, j_д, j_п, які розділяємо так, як вони розділені на графіках (на стільки ж частин). Точки розподілу 1….13 з'єднаємо з центром обертання кулачка . На отриманих променях 1^'.....13^/ циркулем робимо засічки радіусом, рівним , де - ордината графіка в масштабі . Отримані точки 1^”.... 13^// з’єднаємо плавною кривою - маємо так званий центровий профіль кулачка.

Вибираємо радіус ролика = …..мм за умови < (0,4-0,5) .

Примітка: зазвичай приймаємо конструктивно, наприклад, 10 мм.

Із кожної точки отриманого центрового профілю кулачка проводимо

коло (можна напівколо) радіусом . Внутрішня обвідна дає нам дійсний (практичний) профіль кулачка.

5.5. Замикання вищої кінематичної пари

Для забезпечення постійного контакту муж кулачком і штовхачем застосовується так зване замикання вищої кінематичної пари, яке в даному кулачковому механізмі є силовим, здійснюється або під дією власної сили тяжіння штовхача або за допомогою пружини.

5.6. Графік кута передачі

Для даного типу кулачкового механізму кут передачі g вимірюється за допомогою транспортира між напрямком відносної швидкості штовхача за діаграмою та прямою, що з'єднує точку діаграми з центром обертання кулачка (див. табл. 5.2.). Щоб не затемнювати креслення, ці лінії не показуємо. Графік з масштабом = 1 град/мм наведено на кресленні …………………….

Примітка: дати посилання на шифр креслення, наприклад: .

Таблица 5.2.

Значення кутів передачі , град

продовження табл. 5.2.

Примітка: кількість стовбців відповідає числу точок на графіках.

5.7. Висновки

Отримано профіль кулачка, що задовольняє заданому закону руху

та мінімальному куту передачі руху g _min.

Дата добавления: 2015-09-30