Лабораторные работы

 

 

Главная

Лабораторная работа №33

Синтез кулачкового механизма

 

Цель работы: Освоение методики синтеза кулачкового механизма по исходным данным.

Задачи работы:

1. Определение аналога перемещений толкателя по заданному графику аналога ускорения толкателя.

2. Нахождение минимального радиуса кулачка.

3. Профилирование кулачка.

Обеспечивающие средства: прибор для построения профиля кулачка, чертежные инструменты.

 

Исходные данные для проектирования профиля кулачка

Схема кулачкового механизма с поступательно движущимся толкателем (вариант 1)

 

 – эксцентриситет, R=10 мм – радиус ролика,  – максимальное перемещение толкателя,  – угол передачи.

 

Схема кулачкового механизма с качающимся толкателем (коромыслом) (вариант 2)

 

L=100 мм, l=120 мм;  max угол отклонения коромысла,  – угол передачи, R=10 мм.

 

Фазовые углы

Рабочий ход

(удаление)

Выстой

верхний

Холостой ход

(приближение)

Выстой

нижний

 

Закон движения толкателя (коромысла) – график аналога ускорения

 

Практическая часть

 

Технология выполнения работы

1. Построить в произвольном масштабе заданный график аналога ускорения. При этом следует соблюдать следующее: площади, ограниченные линией графика выше и ниже оси абсцисс, должны быть равны (F1 = F2); max ордината – 50-100 мм; max абсцисса –  мм.

2. Определить масштаб  угла поворота кулачка по формуле:

где

lотрезок по оси абсцисс, соответствующий сумме трех фазных углов, мм.

3. Получить график аналога скорости толкателя (коромысла) методом графического интегрирования графика . Полюсное расстояние принять равным  

4. Провести графическое интегрирование графика зависимости  и получить график перемещений толкателя (коромысла) . Полюсное расстояние HV принять равным  

5. Определить масштабы графиков:

а) для механизма с толкателем

где Smax – заданный максимальный ход толкателя, м;

Smax – максимальная ордината графика, мм.

Масштабы графиков аналогов скоростей и ускорений определяются по формулам:

В нашем случае, при .

б) для механизма с коромыслом

и аналогично:

где  – заданный максимальный угол отклонения коромысла, град;

 – максимальная ордината графика, мм.

6. По графику перемещений толкателя (коромысла) с использованием масштабов  и   для каждого положения кулачка определить:

Полученные значения перемещений толкателя и углов поворота коромысла занести в таблицу 2.

 

Определение минимального радиуса кулачка (шайбы) для механизма с поступательно движущимся толкателем

1. Построить диаграмму  методом графического исключения общей переменной  из графиков  и  (рис. 1).

Для приведения масштаба S¢ в соответствие с масштабом S использовать угол наклона вспомогательной прямой , значение которого вычислить по формуле:

В нашем случае, когда  

Рис. 1. Определение минимального радиуса кулачка с поступательно

движущимся толкателем

 

2. Для определения области возможных положений центра вращения кулачка через крайние точки диаграммы  провести касательные под углом  к оси S. В направлении, противоположном действительному, отложить эксцентриситет  и провести вертикальную пунктирную линию до пересечения с более удаленной касательной. Точка О будет соответствовать положению центра вращения кулачка при минимальном радиусе основной шайбы кулачка:

Значение r0 использовать для заполнения табл. 2.

 

Определение min радиуса кулачка (шайбы) для механизма с коромыслом

Построить диаграмму  для чего:

1. Вычислить масштаб диаграммы

где L – длина коромысла, м;

– масштаб угловых перемещений коромысла, град/мм.

2. В масштабе  вычертить крайние положения коромысла О1А и траекторию т. А в соответствии с заданным углом качания .

3. Угол  разбить на части, пропорциональные значениям ординат диаграммы перемещений  или же использовать углы , соответствующие положениям кулачка из табл. 2. Пересечения радиальных прямых с траекторией т. А обозначить как точки 1, 2, 3 и т. д. (рис. 2).

 

 

Рис. 2. Определение минимального радиуса кулачка

с коромысловым толкателем

 

На радиальных прямых отложить отрезки  и т. д. в сторону действия вектора аналога скорости  повернутого на  в направлении вращения кулачка. Учитывая, что построение диаграммы  производится в масштабе  что  и, следовательно, , то значения , т. е. величины отрезков Х1; Х2 и т. д., можно брать из графика аналога скоростей  как ординаты соответствующих положений кулачка.

4. Точки  и т. д. соединить плавной кривой. Через наиболее удаленные точки (максимальные значения Х) провести прямые под углом  к радиальным прямым. В области, ограниченной прямыми ниже точки их пересечения, и на дуге окружности радиусом l с центром в т. О1 найти центр вращения кулачка – т. О.  – минимальный радиус кулачка.

5. Вычислить угол  по формуле  и использовать его значения для заполнения табл. 2.

6. Все вычисле6ния свести в табл. 1.

Используя данные табл. 2 построить профиль кулачка на приборе по синтезу кулачковых механизмов для 1 и 2 вариантов.

 

Таблица 1

Наименование

показателей

Формула

для вычислений

Результат

вычислений

1. Масштаб угла

поворота кулачка

 

2. Полюсные

расстояния

 

 

3. Масштабы

графиков

 

4. Масштаб

диаграммы

 для

механизма с

коромыслом

 

 

5. Угол  для

механизма с

коромыслом

 


Таблица 2

Фазовые

углы

t

полож.

1 вариант

2 вариант

S

r0 + S

 

1

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

11

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

13

 

 

 

 

 

14

 

 

 

 

15

 

 

 

 

 

Контрольные вопросы

1. Какие задачи необходимо решить при проектировании кулачкового механизма?

2. Приведите пример графика закона движения кулачка, обеспечивающего отсутствие динамических ударов в механизме.

3. Как графическим методом вычислить интеграл?

4. Что такое угол давления в кинематической паре?

5. Как определить угол передачи в кинематической паре?

6. Как практически определить минимальный радиус теоретического профиля кулачка?

7. Что такое теоретический профиль кулачка?

8. Какие углы кулачка определяют перемещение толкателя?

9. Как называют фазные углы кулачка, на которых не происходит перемещение толкателя?


email: KarimovI@rambler.ru

Адрес: Россия, 450071, г.Уфа, почтовый ящик 21

 

Теоретическая механика   Сопротивление материалов

Прикладная механика  Детали машин  Строительная механика

 

 

 

 


Directrix.ru - рейтинг, каталог сайтов