Теория механизмов и машин, их типы

Определение минимального размера кулачковой шайбы при условии, что угол давления в любой точке профиля не превышает допустимого.

Построение профиля кулачка.

Построение закона движения оси толкателя.

Дано: Надо построить:

вид графика a_B = f(ц₁), графики a_B = f(ц₁)

максимальный ход v_B= f(ц₁)

толкателя h_т s_B= f(ц₁)

b - база графика (сколько отводиться на график по оси ц₁).

Порядок построения:

Произвольно выбирается база графика.

Считаем масштаб по оси ц₁:

, мм/град

Если задан симметричный вид графика, то:

ц_уд = ц_сб b_уд = b_сб

В общем случае закон движения может быть несимметричным.

Зададимся произвольным образом а₁= 40 ч 50 мм. Тогда

а₂= а₁/н

Возникает вопрос: каким должно быть расстояние х ?

Его находят из условия равенства площадей под и над осью ц₁.

Почему надо выдерживать равенство площадей?

Физический смысл площади под кривой ускорения на площадке х - скорость толкателя на данном участке.

Физический смысл площади под кривой скорости на участке ц_уд - максимальное удаление (перемещение т.В толкателя). Если площади не будут равновеликими, то толкатель, поднявшись на одну величину, опустится на другую.

Построив график ускорения, строим график скорости методом графического интегрирования, выбрав отрезок интегрирования ОК₁. Интегрируя график скорости (с отрезком интегрирования ОК₂, обычно ОК₁=ОК₂), получаем график перемещения т.В толкателя. Полученную ломаную линию заменяют плавной кривой.

Расчет масштаба:

(уS_В)_max на графике перемещений получается автоматически, и его величина зависит от отрезка ОК₂. Тогда, зная ход толкателя, масштаб перемещения будет:

м=

Затем в первом приближении принимаем, что кулачок вращается равномерно, тогда угол поворота кулачка пропорционален времени поворота, и оси ц и t совпадают, но каждая ось имеет свой масштаб.

где b - в [мм]; частота вращения кулачка n - [об/мин]; ц_раб - [град].

Масштаб скорости:

Масштаб ускорения:

Определение минимального радиуса кулачковой шайбы по известному закону движения толкателя.

а) для кулачка с поступательно движущимся толкателем:

Дано: s_B=f(ц₁); v_B= f(ц₁); [и]

Определить: r_{o min}

при условии, что угол давления в любой точке профиля кулачка не превышает допустимый.

Порядок построения графика кинематических отношений:

проводится вертикальная ось s_B,мм вдоль которой от произвольно выбранной точки В_о (начало отсчета) откладываются отрезки перемещения т.В, взятые с графика s_B=f(ц₁). Масштаб по оси м_s* перемещений может быть равен масштабу графика перемещений м_s.

в каждой из полученных точек определяют отрезки кинематических отношений, посчитанные в масштабе м_s*, и откладывают их под углом в 90є по направлению вращения кулачка.

мм

Там, где отрезок имеет максимальное значение, восстанавливается перпендикуляр, и под углом [и] проводится луч.

Если учитывать реверс, то второй луч проводят под углом [и] через отрезок кинематических отношений, отложенный под углом в 90є по направлению реверса и имеющий максимальное значение.

Если реверс не учитывать, второй луч проводят через т.Во под углом [и]. Если допускается внеосность, то она будет равна е₁*. Если внеосность равна нулю, то центр кулачка будет в т.О₁:

r_o = O₁B_o

Если внеосность задана в техническом задании, например левая, то проводят прямую, параллельную прямой О₁В_о и отстоящая от нее на расстоянии, равном величине внеосности е₁, с учетом масштаба м_s*. В итоге получают точку О₁**.

б) для кулачка с качающимся толкателем:

Порядок построения: В произвольном месте выбирается точка С_о, из которой радиусом, равным длине толкателя, проводят дугу окружности. По хордам откладывают перемещения т.В. Полученные точки последовательно соединяют с т.С_о.

На этих прямых и на их продолжении откладываются отрезки кинематических отношений, посчитанные в масштабе м_s* по вышеприведенной формуле. Там, где отрезок имеет максимальное значение, восстанавливается перпендикуляр, и под углом [и] проводится луч.



Если учитывать реверс, то второй луч проводят под углом [и] через отрезок кинематических отношений, отложенный под углом в 90є по направлению реверса и имеющий максимальное значение. Центр кулачка будет в т.О1*:

r_o = O₁Bo

Если реверс не учитывать, то второй луч проводят через т.Во под углом [и]. Центр кулачка будет в т.О₁*:

r_o = O₁*Bo

Построение профиля кулачка.

а) с поступательно движущимся толкателем (рис. 6.5.3.а):

Дано:

r_{o min}, внеосность левая е,

ц_раб = ш_раб, щ_к=щ₁, s_B = f(ц₁)

Требуется построить профиль кулачка.

В обращенном движении кулачок вращается с угловой скоростью, раной: щ₁ + (-щ₁) = 0.

Порядок построения:

На окружности, радиусом r =r_o , проведенной в масштабе м_l, с левой стороны от оси О₁ на расстоянии е выбирается точка В_о (пересечение оси толкателя, отстоящей на величину е от точки О₁, с окружностью r_{o min}). Точку В_о соединяют с центром О₁. От полученного луча В_оО₁ в направлении (-щ₁) откладывают угол ц_раб=ш_раб и проводят луч О₁В₁₀. Полученная дуга В_оВ₁₀ делится на 10 равных частей. В каждой из позиций 1,2… проводится положение оси толкателя в обращенном движении, при этом ось толкателя, перемещаясь в направлении (-щ₁), будет все время касаться окружности радиуса е, проведенной из центра О₁ с учетом масштаба м_l. В каждой из позиций от точек 1,2,3… откладывают перемещения т.В толкателя вдоль оси толкателя, взятые с графика перемещений с учетом соотношения масштабов м_l и м_s. Полученные точки 1*,2*,3*… соединяют плавной кривой и получают центровой или теоретический профиль. Для построения рабочего профиля необходимо знать радиус ролика толкателя. Если он не задан, то его выбирают из конструктивных соображений:

r_p=r_{o min}

Кроме того, радиус ролика должен быть таким, чтобы при построении профиля кулачка не было заострения в вершине кулачка. Выбрав радиус ролика, из любых точек теоретического профиля кулачка (чем чаще, тем лучше) проводят дуги окружности r=r_p внутренним образом. Проведя огибающую к дугам, получают рабочий профиль кулачка. Если требуется построить профиль кулачка с поступательно движущимся толкателем и внеосностью е=0, то порядок построения профиля будет таким же, только ось толкателя будет проходить через центр вращения кулачка О₁.

рис. 6.5.3.а рис. 6.5.3.б

б) с качающимся толкателем (рис. 6.5.3.б):

Дано:

r_{o min}, l_т, ц_раб = ш_раб, щ_к=щ₁, s_B = f(ц₁), a_w (из чертежа для определения r_{o min})

Требуется построить профиль кулачка.

Порядок построения:

В масштабе м_l проводятся окружности радиусами r_o и a_w. В произвольном месте окружности с r = a_w выберем т.С₀. Соединим точку С₀ с точкой О₁. От полученного луча в направлении (-щ₁) отложим угол ц_раб = ш_раб, получим точку С₁₀. Дугу С₀С₁₀ разделим на 10 равных частей (получим точки С₁,С₂,С₃…- положение оси толкателя в обращенном движении). Из полученных точек проводим окружности радиусом l_т до пересечения с окружностью радиуса r_{o_min}. Из полученных точек 1,2,3… по хордам соответствующих дуг откладывают перемещения т.В толкателя, взятых с графика перемещения с учетом масштаба м_l. Полученные точки 1*,2*,3*… соединяют плавной кривой - теоретический профиль кулачка. Радиусом ролика проводят дуги во внутрь и строят огибающую. Это и есть действительный профиль кулачка.

Размещено на Allbest.ru