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

- Что называется кулачковым механизмом, улачком, толкателем, коромыслом?

- Указать наиболее распространенные типы кулачковых механимзов.

- Перечислите основные достоинства и недостатки кулачковых механимзов.

- Определите степень подвижности кулачкового механизма?

- Какие задачи необходимо решить при проектировании кулачкового механизма?

- Начертите схему заменяющего механизма для кулачкового механизма с поступательно движущимся ведомым звеном.

- Начертите схему кулачкового механизма с поступательно движущимся ведомым звеном и покажите на ней геометрические параметры.

- Начертите схему кулачкового механизма с вращательно движущимся ведомым звеном и покажите на ней геометрические параметры.

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

- Что такое угол давления в кинематической паре?

- Как определить угол передачи в кинематической паре?

- Как практически определить минимальный радиус теоретического профиля кулачка?

- Что такое теоретический профиль кулачка?

- Какие углы кулачка определяют перемещение толкателя?

- 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

 

 

 

 

00:00:00