4. Проектирование кулачкового механизма


4.1. Исходные данные для проектирования


Схема механизма - плоский кулачковый механизм с внеосным движущимся поступательно толкателем с силовым замыканием высшей пары помощью пружины;

Ход толкателя hВ = 0.008 м ;

Допустимый угол давления [ ] = 35 град.;

Фазовые углы: удаления = сближения;

Угол рабочего профиля

р = закр + выст +откр = 50 + 5 + 50 = 105 град.;

Фазовый угол удаления у равен фазовому углу сближения с

у = с = 50 град.

Угол дальнего выстоя дв = 5 град.

Эксцентриситет е = 0.005 м.


4.2. Построение кинематических диаграмм


В качестве исходной кинематической диаграммы задана диаграмма второй передаточной функции в относительных величинах. Диаграммы SB = f(1) и VqB = f(1) получим, дважды проинтегрировав заданную диаграмму aqB = f(1) . Графически интегрируя зависимость aqB = f(1) при величине отрезка интегрирования k1 = 22.9 мм, получим диаграмму первой передаточной функции, а проинтегрировав эту диаграмму (при k2 = 114.6 мм) определим график зависимости перемещения толкателя от угла поворота кулачка.

Масштабы полученных диаграмм рассчитываются следующим образом:

масштаб угла поворота кулачка (по оси Х)


= b/р = 210 / 1.832 = 114.6 мм/рад,


масштаб перемещения толкателя

S = yhB/ hB = 40 / 0.008 = 5000 мм/м,


где yhB - ордината максимального перемещения толкателя ( ход толкателя ),

масштаб первой передаточной функции


Vq = S k2 / = 5000 114.6 / 114.6 = 5000 мм/м,




масштаб второй передаточной функции


aq = Vq k1 / = 5000 22.9 / 114.6 = 1000 мм/м.


4.3. Определение основных размеров кулачкового механизма


По диаграммам SB = f(1) и VqB = f(1) строится диаграмма SB = f(VqB). При построении этой диаграммы необходимо масштабы по осям абсцисс и ординат принять равными. В нашем случае принимаем


Vq = S = 5000 мм/м.

Таблица 4.1.


Номер позиции

Величина

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

yV, мм

0

18.4

38.8

55

73.3

91.8

73.3

55

38.8

18.4

0

s/V1=KVq

1

xVq=KVqyV,мм

0

18.4

38.8

55

73.3

91.8

73.3

55

38.8

18.4

0


Номер позиции

Величина

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

yVq, мм

0

-18.4

-38.8

-55

-73.3

-91.8

-73.3

-55

-38.8

-18.4

0

s/Vq1=KVq

1

xVq=KVqyV,мм

0

-18.4

-38.8

-55

-73.3

-91.8

-73.3

-55

-38.8

-18.4

0


С помощью диаграммы по допустимому углу давления определяем радиус начальной шайбы кулачка

rоmin = 148.5/5000 = 0.0297 м.


По условиям равномерности износа и контактной прочности радиус ролика по отношению к радиусу начальной шайбы кулачка должен удовлетворять условию rр /rоmin = 0.15 ...0.3. Величина rо определенная по этому соотношению

rр = 0.008 м.


4.4. Построение центрового и конструктивного профилей кулачка.


Построение центрового профиля кулачка проводится в следующей последовательности:

  • выбирается масштаб построения l = 5000 мм/м,

  • из произвольного центра в масштабе l проводятся окружности с радиусами r0 и е,

  • из произвольной точки на окружности ro в направлении - 1 откладывается рабочий угол, угол делится на n интервалов,

  • из каждой точки деления касательно к окружности радиусом е проводятся прямые,

  • на этих прямых от точки пересечения с окружностью r0 откладываются в масштабе l соответствующие перемещения толкателя SВi,

  • полученные точки соединяются плавной кривой, образуя центровой профиль кулачка,

  • проводятся из произвольных точек выбранных равномерно по центровому профилю кулачка дуги окружностей радиуса rр ,

  • конструктивный профиль кулачка получаем как огибающую к множеству положений ролика толкателя.


4.5. Построение диаграммы углов давления


Для проверки правильности построения профиля кулачка строим диаграмму углов давления, определенных по центровому профилю кулачка. Угол определяем как острый угол между нормалью к профилю (прямая, соединяющая точку контакта с центром ролика) и направлением перемещения толкателя. Данные для построения диаграммы углов давления приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.2.


поз.

0,21

1

2

3

4

5

6

1

град

0,105

5

10

15

20

25

30

град

9.7

2,6

-4,46

-11,0

-16,9

-21,8

-15,5



поз.

7

8

9

10

11

12

13

1

град

35

40

45

50

55

60

65

град

-9,5

-3,6

2,1

7,6

7,6

13,1

18,6



поз.

14

15

16

17

18

19

20

1

град

70

75

80

85

90

95

100

град

24,0

29,5

35

31,7

27,5

22,4

16,4

Принимаем масштаб построения диаграммы углов давления на листе

= 1 мм/град.


4.6. Построение диаграмм скорости и ускорения толкателя


Диаграммы VB = f(t) и aB = f(t) получим, дважды продифференцировав диаграмму SB = f(t) . Графически дифференцируя зависимость SB = f(t) при величине отрезка дифференцирования k2 = 114.6 мм, получим диаграмму скорости толкателя, а, продифференцировав диаграмму скорости (при k1 = 22.9 мм), получим график ускорения толкателя.

Считая угловую скорость вала кулачка постоянной и равной

1k=1cp z2/z1 =62.8311/22= 31.415 рад/с,


определим время рабочего хода кулачка

tраб= раб/w1k=105/57.331.415=0.0583 с.


Масштабы диаграмм рассчитываются следующим образом:

масштаб времени (по оси Х)


t = b/ tраб = 210 / 0.0583 = 3600 мм/с,


масштаб скорости


V = S k2 / t = 5000 114.6 / 3600 = 159.2 мм/мc-1,


масштаб ускорения

a = V k1 / t = 159.2 22.9 / 3600 = 1.01 мм/мc-2.




Случайные файлы

Файл
72007.doc
37297.rtf
104831.rtf
165795.rtf
183135.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.