4. Проектирование кулачкового механизма.


Кулачковые механизмы, выполняющие самые различные функции, получили широкое распространение в машиностроении и приборостроении. Наиболее часто они используются как основной механизм для перемещения исполнительных звеньев или как вспомогательный механизм для управления циклом или выполнения некоторых операций: подачи, смазки, перемещения суппорта, включения двигателя и т.д. Продолжительность и последовательность движения выходного звена (толкателя) в кулачковом механизме согласуется с движением других механизмов с помощью циклограмм или тактограмм, позволяющих обоснованно назначать фазовые углы поворота кулачка при удалении, сближении, дальнем и ближнем стоянии.

Кулачковый механизм в большинстве случаев является составной частью общей кинематической схемы проектируемой машины.

4.1. Исходные данные и основные этапы проектирования.

Проектирование кулачковых механизмов выполняется после того, как предварительно намечена общая компоновка машины.

В исходных данных содержатся:

1) Структурная схема кулачкового механизма показывает характер взаимосвязей звеньев и их относительное расположение (тип кулачка, вид толкателя, взаимное расположение кулачка и толкателя).

В данном варианте толкатель совершает вращательное движение.

2) Закон движения толкателя, который определяется технологическим процессом или конкретными операциями, для выполнения которых предназначен проектируемый механизм, может задаваться графически или аналитически в виде зависимостей (Sn, t), (Vn, t), (аn, t). В данном задании задана одна из этих диаграмм - ускорение толкателя;

3) Режим работы кулачкового вала (частота вращения, реверсивность).

В данном варианте реверс не предусматривается;

4) Допустимый угол давления на фазе удаления [].

В рассматриваемом варианте []=35;

5) Угол рабочего профиля кулачка Р и его составляющие на фазах удаления уд, сближения с.

4.2. Определение кинематических передаточных функций кулачкового механизма.

В проектировании кулачковых механизмов используется сочетание графических методов определения параметров кулачка с анализом математических моделей.

К числу кинематических диаграмм, характеризующих закон движения толкателя, относятся диаграммы перемещения, скорости и ускорения толкателя в функции времени или угла поворота кулачка. Все три диаграммы построены одна под другой на одинаковой базе по оси абсцисс. После построения диаграммы ускорения толкателя построена диаграмма скорости толкателя Vn = (Р). Будем считать, что кулачок вращается с постоянной угловой скoростью и, следовательно, угол поворота кулачка пропорционален времени поворота, т.е. оси 1 и t совпадают, хотя масштабы ,мм/град, и

t ,мм/с, разные.

Диаграмма исходного закона движения толкателя строится, с учетом того, что максимальная ордината равна 60 мм. База по оси абсцисс составляет 180 мм. Ось абсцисс разбиваем на 18 равных интервалов по 4.44 градусов, в пределах которых функцию считаем изменяющейся согласно закону, данному в техническом задании.

Методом графического интегрирования, суть которого в том, что среднее значение ординаты на каждом шаге проецируем на ось ординат, и полученные точки соединяем с левым концом выбранного отрезка интегрирования, расположенного вдоль оси абсцисс влево от начала координат. Полученный пучок лучей характеризуется разными углами наклона. Для полученной искомой приближенной интегральной кривой строим ломаную кривую, ординаты которой получаем с помощью построений, проводя на каждом шаге прямую, параллельную соответствующему лучу на исходном графике.

Масштабы графиков: μφ= b1p= 129мм /рад

μs= ys max/h = 660 мм/м

= μs *K2/ μφ = 255.8 мм /(м–рад-1)

μAq= μV *K1/μφ=99.15 мм/ (м –рад -2)

= *K1/ =4.47 мм/ – c )

= *K2/ =54.32 мм/(м – c )

=360*b*n1/ =607.5мм/c


4.3 Построение вспомогательной кривой

Расчетную схему для определения габаритных размеров кулачка целесообразно рассматривать на фазовой плоскостиVn, Sn в декартовой системе координат. Геометрический смысл построения на фазовой плоскости заключается в том, что можно найти область дозволенных решений (ОДР), в которых расположена ось вращения кулачка О1 не нарушая соотношения υ<=[υ]. Границы этой области ограничиваются прямыми, проведенными под углом [υ] к векторам скорости центра ролика N в зависимости от условий работы кулачкового механизма.

Выполним построение фазового портрета в декартовых координатах Vn-

Sn.

При удалении толкателя передаточные функции считаем положительными,

при сближении - отрицательными.

Воспользуемся правилом: вектор скорости точки N, будучи повернут на 90° в направлении вращения кулачка, совпадает с направлением отрезка кинематической передаточной функции на фазовой плоскости. Ограничивая фазовый портрет лучами, ориентированными с учетом допустимого угла давления [υ], находим ОДР, внутри которой назначаем положение оси О1 вращения кулачка и определяем искомые габариты. Радиус начальной окружности г 0 =0,190 м; радиус ролика Rр=0,047 м.

Масштабы μl= μs=660 мм / м, где μl- масштаб построения; μs- масштаб по оси ординат перемещения толкателя.

5.3 Построение профиля кулачка

При построении кривой профиля кулачка будем использовать метод обращенного движения: кулачок на чертеже считаем неподвижным, а стойку -вращающейся с угловой скоростью ω1 . Выбрав произвольно положение кулачка и относительно ее расположив ось толкателя в рабочем положении провидим окружность радиусом "г0". От произвольной точки на этой окружности откладываем углы поворота стойки в обращенном движении. Выбрав размер ролика "Rр", строим конструктивный профиль как огибающую относительных положений ролика при движении оси последнего по профилю кулачка.

Масштаб построений μl = 660 мм / м.

5.4 Построение графика угла давлений

Угол давления строится как угол взятый из построения вспомогательной кривой и выбранного положения оси О1 кулачка. Для этого проводим луч через точку О1 и ι –ым положением передаточного отношения VqВ,и замеряем угол между лучом и скоростью точки N в ι - ом положении.

Масштаб графика μυ= 1 мм / град.



Резюме


В данной части курсового проекта были получены навыки выбора критериев качества передачи движения в кулачковых механизмов, закона движения исполнительного звена. Освоена методика разработки алгоритмов расчета основных размеров механизма и координат профиля кулачка.


Случайные файлы

Файл
116545.rtf
149503.doc
34211.rtf
75519-1.rtf
50398.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.