Файл: Литвин Ф.Л. Проектирование механизмов и деталей приборов.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 248
Скачиваний: 3
ряется ли при выбранном значении h заданная точность воспроиз ведения функции 0 (и).
Продифференцируем зависимость (6.36) и отождествим диффе ренциалы с конечно малыми приращениями. В результате по лучим
Д0 — _1_ |
A s |
= |
+ |
A s (Єнаиб — внаим) |
/ § |
AQ\ |
||
— |
ms |
|
— |
|
h |
' |
\ |
• і |
Здесь As — погрешность |
в |
перемещении |
толкателя, |
обусловлен |
||||
ная ошибками изготовления |
и |
сборки |
кулачкового |
механизма; |
||||
А9 — погрешность воспроизведения функции. |
|
|
|
|||||
При индивидуальном изготовлении возможна пригонка про |
||||||||
филя кулачка. Тогда можно |
принять As = |
— (0,005-н0,01) мм. |
Наличие только одного знака для As обусловлено тем, что при ручной пригонке погрешность As положительного знака может быть устранена. В условиях серийного производства с обработкой профиля кулачков по копиру As = ± (0,03-f-0,07) мм.
Формула (6.40) позволяет определить ход толкателя h и мас штабный коэффициент ms, считая заданными допустимое значе ние А0 и ожидаемое значение погрешности As.
Погрешность Д0 воспроизведения функции может быть также вызвана ошибкой ввода независимой переменной и из-за погреш ностей кинематической цепи, передающей вращение кулачку. Для определения погрешности А0, вызванной ошибками ввода,
нужно воспользоваться |
зависимостью |
|
ДЄ = |
0'(и) Ди = 9'(a)-jjj^ • |
(6.41) |
В некоторых случаях функцию 0 (и), заданную для воспроиз ведения, представляют как сумму линейной и нелинейной функ ций такого вида: 0 (и) — 0 (и) + ku.
Кулачковым механизмом воспроизводится нелинейная функ ция 0 (и), зубчатым механизмом — линейная функция. Затем обе функции суммируются дифференциалом. Угол поворота выход ного звена дифференциала оказывается пропорциональным зна чению 0 (и). Такой прием позволяет уменьшить углы давления кулачкового механизма, поскольку им воспроизводится функ ция 0" (и) вместо 0 (и).
Определение угла давления. Напомним, что угол давления а 1 2 образуется нормалью к профилю кулачка со скоростью ведомой
точки |
толкателя. |
|
|
|
|
Рассмотрим сначала графический способ определения угла дав |
|||||
ления, |
позволяющий находить текущие |
значения а 1 2 |
еще до |
||
построения профиля кулачка. Предположим, что известен |
радиус- |
||||
вектор |
ОхА |
текущей точки А профиля кулачка, |
направление нор |
||
мали п—п |
к профилю в точке А. Построим в точке Л план скоро |
||||
стей механизма, а затем — треугольник |
ОхАВ, |
стороны |
которого |
перпендикулярны |
соответствующим |
векторам |
плана скоростей |
|||||||
(рис |
6.18, а). Легко |
установить, |
что |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
ds |
|
|
|
|
|
|
OjB |
_ |
v{2) |
__ |
ЧГ |
|
п |
R _ |
ds |
|
|
0\Л |
~ |
„(і) |
— |
щОхА |
' |
1 |
— |
с(ф " |
|
Д л я определения |
текущего значения угла давления необхо |
|||||||||
димо |
построить ОхС = е |
—|—s |
—j— d (рис. 6.18, |
б), где е — вектор, |
Рис. 6.18
определяющий смещение направляющих по отношению к центру
|
|
|
ds |
|
|
|
вращения |
кулачка; |
| d | = |
Вектор d должен |
быть отложен |
||
|
|
|
|
ds |
|
|
в направлении вращения кулачка, если |
> 0. |
Вектор |
эксцен |
|||
триситета |
е принят |
направленным по |
положительной |
оси х |
(рис 6.18, б). Сравнивая построения, изображенные на р и с 6.18, а
и 6.18, б можно установить, что вектор |
ОхС коллинеарен вектору |
|||||||
нормали к профилю |
кулачка. Угол, образуемый |
векторами |
ОхС |
|||||
и s, равен углу давления |
а12. |
|
|
|
|
|
||
|
|
ds |
|
|
|
|
|
|
Для случая, когда |
|
-щ- < 0 , |
соответствующие |
|
построения |
при |
||
ведены на рис. 6.18, е. |
|
|
|
|
|
|
||
Исходя из приведенных построений, для определения |
угла |
|||||||
давления а 1 2 можно |
= |
воспользоваться |
следующим выражением: |
|||||
t g a i 2 |
ds |
= |
ms |
d ud0 |
, |
(6.42) |
||
|
|
i*E |
• е |
^ |
|
Верхний и нижний знаки относятся соответственно к случаям проектирования кулачкового механизма по первому и второму способам. Значение е в зависимости (6.42) считается положитель-
ным, если вектор эксцентриситета направлен по положительной
оси |
х (ри с 6.18, б, в). Положительное |
направление |
отсчета для |
угла |
а 1 2 соответствует отсчету от положительной оси у (от оси s) |
||
в направлении вращения кулачка. |
|
|
|
Проектирование по заданным углам |
давления a l 2 |
m a x и а 1 3 т 1 п |
(определение s0 и е). При [проектировании кулачкового меха низма необходимо обеспечить, чтобы соблюдалось неравенство
(6.15), |
согласно |
которому а 1 2m i n < |
а 1 2 |
а 1 |
2 m a x |
, |
где а 1 2 — те |
кущее |
значение |
угла давления, |
a 1 2 m l n |
и |
а 1 |
2 |
т а х — заданные |
значения наименьшего и наибольшего углов давления. Дл я со блюдения указанного неравенства нужно выбрать определенным образом (см. ниже) положение центра вращения кулачка по от ношению к линии перемещения толкателя (назначить определен ные значения s0 и е). Решение этой задачи лучше выполнить графическим способом.
Пусть известны функции
|
|
|
s - |
s0 = |
±ms (Є - |
e j ; |
|
(6.43) |
||
|
|
|
|
ds_ = + |
ms_ d9_ |
|
|
( 6 4 4 |
||
|
|
|
|
йф |
/тгф |
аи |
|
|
4 |
' |
На рис. 6.19, а построен график функции |
s — s o ~ / ^ ( ^ ) - |
|||||||||
Предполагается, что кулачок |
вращается |
против часовой |
стрелки |
|||||||
и ось -щ- направлена влево. Примем также, что | a 1 2 m l n | = |
а 1 |
2т а х . |
||||||||
Проведем |
из точки |
Р (ри с 6.19, а) два луча |
РА и РВ под уг |
|||||||
лами а 1 2 т |
а х и а 1 2 т 1 п |
. Из построений рис. 6.20 ясно, что если центр |
||||||||
вращения Ог кулачка выбрать на луче |
РА (рис. 6.20, а) или на |
|||||||||
луче |
РВ (рис. 6.20, б), |
угол |
давления |
в первом случае |
будет |
|||||
равен |
осотах, во втором — a 1 2 m m . |
В обоих случаях толкатель, |
соприкасающийся с кулачком в точке L , будет перемещаться со
скоростью |
у<2> — - ^ - - ^ г |
— |
toi.PL. Дл я |
соблюдения |
неравенства |
||||
|
|
|
|
|
ds |
|
|
|
|
(6.15) при s — s0 |
= |
OL, |
= PL центр |
вращения кулачка |
нужно |
||||
расположить |
в |
области, |
определяемой |
полупрямыми |
PAj\ |
РВ. |
|||
Выберем теперь на графике функции |
s = = /Й("^') другую точку, |
||||||||
например |
N |
(рис. |
6.19, а), |
которой |
соответствуют х значения |
||||
s — s0 = |
Ok, |
~ j — = |
kN. |
Неравенство |
(6.15) будет |
соблюдаться |
Рис. 6.20
для обоих положений толкателя, если центр вращения располо жить в заштрихованной области, принадлежащей одновременно областям АР В и CND. Выбирая различные точки графика функ ции s— s0 = / ("3^") и повторяя для них приведенные построения,
можно найти такую область возможных положений центра вра щения кулачка, при которой неравенство (6.15) будет соблюдаться для всех положений толкателя. Эта область (на рис. 6.19, б за штрихована) при изображенном графике функции определяется полупрямыми МА' и ОВ'. Здесь МА' — касательная к графику
функции |
s — sQ = f |
проведенная под углом а 1 2 ш а х |
к оси |
s—s0; ОВ' |
— прямая, |
проведенная из точки О под углом |
a 1 2 m i n . |
Легко удостовериться, что при выборе центра вращения кулачка О х в заштрихованной области неравенство (6.15) действительно будет
соблюдаться. Д л я |
этого |
нужно |
сравнить направления луча О х Р |
||
с направлениями |
Oi^M, |
0(i]0. |
|
|
|
Наименьшие габариты кулачка будут получены, если центром |
|||||
вращения выбрать 0[г). |
Тогда |
О^О |
= ГЩІП — минимальный ра |
||
диус-вектор теоретического профиля |
кулачка, |
— положение |
|||
толкателя при 9 = Q.lt |
е*1' — смещение направляющих толкателя |
по отношению к центру вращения кулачка. При выборе центра вращения кулачка внутри заштрихованной области неравенство (6.15) будет соблюдаться, но габариты кулачка возрастут. В част ности, если центром вращения кулачка выбрать 0{2), смещение е ( 2 ) = 0 (направляющие толкателя проходят через центр ОІ2 ) вращения кулачка), минимальный радиус-вектор теоретического
профиля |
кулачка |
rmL |
= |
Is s° |
||
|
|
|
|
|
Первый способ |
|
Выше |
были |
отмечены |
|
|||
два |
способа проектирова |
|
||||
ния |
функционального |
ку |
|
|||
лачкового механизма. Для |
|
|||||
оценки того, какой из спо |
|
|||||
собов проектирования при |
|
|||||
водит к |
меньшим |
габари |
|
|||
там, |
функцию |
s — SQ = |
|
пост-
способов проектирования |
|
/ C ^ V ^ N ^ |
||||
совмещаются друг с другом |
|
|
|
|||
после |
поворота |
на |
180° |
Р и |
с - ь |
|
вокруг начала координат [см. уравнения |
(6.43) и (6.44)]. |
Такое |
||||
построение представлено на рис. 6.21. |
Сопоставляя построе |
|||||
ния на рисунке, легко установить, что |
при изображенном гра |
|||||
фике |
функции |
s — s0 |
— f (-ХГ-) габариты |
кулачка будут |
мень |
|
шими |
при первом способе проектирования. |
|
|
Определение профиля кулачка. Графический способ построе ния профиля кулачка основывается на принципе обращения дви жения. Для этого нужно задать функцию перемещения s = s (ф) толкателя (рис. 6.22, а) и величину е смещения направляющих толкателя.
Примем, что кулачок вращается по стрелке k. Обратим движе ние, сообщив кулачку и стойке вращение в направлении стрелки k' (рис. 6.22, б) с угловой скоростью вращения кулачка. Тогда кулачок станет неподвижным, а толкатель будет участвовать в сложном движении: а) в переносном вращении вместе со стой кой вокруг Ог в направлении k'\ б) в относительном поступатель ном движении вдоль направляющих. В обращенном движении линия т' — т' направляющих толкателя будет касаться окруж ности радиуса е.