4. Проектирование кулачкового механизма.

В технологическом задании дано:

график изменения ускорения толкателя, соотношение между ускорениями ,

угол рабочего профиля ,

ход толкателя кулачкового механизма ,

максимально допустимый угол давления ,

внеосность толкателя .

Основная задача проектирования кулачкового механизма - определение взаимного расположения ведущего звена (кулачка), ведомого звена (толкателя) и координат профиля кулачка, обеспечивающих заданный закон движения толкателя. При этом должны быть удовлетворенны требования, определяющиеся технологическим процессом и эксплуатационными показателями механизма. Эти требования отражены в исходных данных для проектирования.

При проектировании профиля кулачка задан закон движения толкателя, выбор которого определен требованиями, которые предъявляет технологический процесс к движению толкателя. В качестве требуемого закона движения была задана кривая ускорения следующего вида. (См. Лист 4.)


4.1 Построение кинематических диаграмм методом графического интегрирования.

Так как исходная функция задана в виде графика, то решение было получено при помощи графического метода. Для определения передаточной функции скорости толкателя была проинтегрирована заданная функция ускорения толкателя, затем - полученная функция скорости и найдена функция перемещения толкателя.

При работе над листом проекта все три графика были расположены один под другим на одинаковой базе по оси абсцисс; . Масштаб по оси вычислен по формуле

.

Для нахождения размера x необходимо, чтобы площади под графиком над и под осью были равны.

Величина была принята равной . Тогда .

График скорости толкателя был получен методом графического интегрирования графика ускорения толкателя. Для этого на продолжении оси графика ускорений с левой стороны выбран отрезок интегрирования . После построения графика скорости был построен график перемещений толкателя. Тогда на продолжении оси абсцисс графика скорости отложен отрезок интегрирования .

Частота вращения кулачка посчитали через передаточное отношение:

U=z11/z12

Тогда

получены графики функций скорости и перемещения толкателя, для построения которых были использованы следующие масштабы:

1) масштаб перемещений

2) масштаб времени

3) масштаб скорости

4) масштаб функции ускорений

Здесь - максимальная ордината на графике перемещений, мм

4.2 Определение основных размеров кулачкового механизма.

Основные размеры механизма определены с помощью фазового портрета, представляющего собой зависимость . Масштабы, выбранные по оси (перемещений) и оси одинаковые. Для механизма с поступательно перемещающимся толкателем фазовый портрет построен в декартовой системе координат. По оси отложено перемещение толкателя от начала координат в точке вдоль линии перемещения толкателя. Отрезки, соответствующие перемещениям толкателя, взяты в масштабе графика функции перемещения.

Отрезки xqi посчитали по формуле , где μS*-масштаб по оси .

Фазовый портрет для механизма с поступательно перемещающимся толкателем был ограничен в характерных точках лучами. Там, где отрезок имеет максимальное значение, был восстановлен перпендикуляр, и под углом θ проведен луч. Так как во внимание был принят реверс, то второй луч проведен

под тем же углом через отрезок кинематических отношений, который был отложен под углом 90 по направлению реверса и имеющий максимальное значение. Точка пересечения этих лучей – точка . Отрезок (-начало отсчета) определил значение радиуса теоретической шайбы кулачка :

Поскольку в исходных данных кулачок имеет эксцентриситет, то истинное значение минимального радиуса кулачка отличен от теоретического. Для его нахождения был отложен отрезок в левую сторону от отрезка