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

l – отрезок 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 H_Vпринять равным

5. Определить масштабы графиков:

а) для механизма с толкателем

где S_max – заданный максимальный ход толкателя, м;

S_max – 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.