Файл: Тышкевич, В. А. Специальные главы теории механизмов и машин (синтез кулачковых механизмов) учебное пособие по теории механизмов и машин.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 30.10.2024

Просмотров: 67

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Министерство высшего и среднего специалвного образования Р С Ф С Р

ОМСКИЙ ИШИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ Кафедра теории механизмов и машин

В.А.ТЫШКШЧ, В.Т.ШВЕЦОВ

СПЕЦИАЛЬНЫЕ ГЛАШ ТЕОРИИ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН

£оичтев кулачковых механизмов)

Учебное пособие по теории механизмов и машин

0мок

1974

escapesк>

советом Омского политехнического

института lfl

января 1978 г.

Пособие издается в соответствии о учебными планами машинострои­ тельных специальностей 501 - 505 я предназначается для выполнения равдела курсового проекта "Проектирование кулачкового механизма" о повыввнно| сложностью ваданий в наличием в инх вхемеатов учебной исследо­ вательской работы студента (ДОС).

ф а (лтштадив выбора параметров обобщенных я комбинированных - ваховов движения тоикатвяя и конструктивных размеров мехвнивма по оиотеме критериев хачеотве (деяевой функции) рекомендуется применять вяемроышв вынвсдатеяышэ манибы.

1. НАЗНАЧЕНИЕ И ВИДЫ КУЛАЧКОВЫХ МЕХАНИЗМОВ.

Кулачковые механизмы после вубчатых являются наиболее распрестраненшши в технике механявмамя о высшими парами. Они [фйиеиявтоя

для получения периодического движения ведомого авена (толкателя) по виданному или выбранному конструктором вакону дви«ения.Для быстроход­ ных механивмев.у которых инерционные нагрувхи одного порядка о сила­ ми сопротивления,вокон движения толкателя ведается в форме вакона ивменения его ускорения; для тихоходных механиммов - в форме вакона ивменения охорооти. «

Движение ведущего авена кудачва,кан правило, считают равномерным; иногда движение кулачка бывает неравномерным и определяется переда­ точными функциями предыдущего механизма (например,в рычахно-кулачкэ- вых механизмах) или динамическими параметрами ыеханивма.

Закон преобразования' движения а иулачковом механивме поступа­ тельного в поступательное (П-П), поступательною в начатаяьное (П~К), пеступательного в сложное (П-С), вращательного в поступательное

(В-П),

вращательного в качательное (В—К), вращательного в сложное

(В-С)

и направление движения его звеньев в пространстве определяют *

кинематическую схему проектируемого механизма. Па фигЛ и 2 показаны схемы типовых плоских и пространственных кулачховых механизмов..

Конструктивные елоиенты кулачкового механизма - форма влемента выошей пары у толкателя,размеры толкателя и кулачка,расположение на отойке кинематн ;еских пар кулачка я толкателя (размеры стойки),вид вамыяания выошей пары (силовое или геометрическое) определяются дина­ мическими.технологическими и другими требованиями. Такими требования­ ми являются высокий ковффициент полезного .ействия,надежность и долго­ вечность работы,минимальный износ деталей,точность преобрааоаания движения,отсутствие вибраций,способность передавать большие нагрувки, простота ваготовления,минимальные габариты и т.д.

На фиг. 3. показаны схемы в«мыкания выспей пары и конструктивные варианты толкателя,который может ваканчиватьоя оотраемкроликом,плос­ кой или грибовидной тарелкой.

ПРИМЕЧАНИЕ: в скобках [ ] указан номер по опяову литературе, в которой подробно опиоанв фигуры или формуле. .

3

7

4

&а "]

»Д!С

У Ж

<5/ К

г) 3|E

■ и * '

 

 

 

 

1 1 5

p

д Ц / .

p ~ S . . ^ 4 ,

£ V} с:

цилиндрический ryto&mu '

КЬиоамн?и*ш

осгрсконвчныи

 

§

«и. ^

 

 

45

4Й

 

 

а

Щ

 

 

§

0Ъ•*

^ ^ З с 33, о

 

о

3*5

<ъ

i S

 

Г)

<и111

 

У г ill

 

£

 

in

 

0

 

 

 

!

111

Z *J

!I3-

------------- ,

Фиг 3

Ф ормы

элем ент о &

и еоососГы замы*сгмия

высшей

лары

А хулсмкоёых

ыехагыилмсгх I *t]

&

 

8 .

Ш^ЧКОЙЗГО МЕХАНИЗМА. ■

 

В задачу синтеза ^ § я » а б г б

проектирования) кулачкового нехаииз-

 

1. К и н ^ (Й й ^ ^ ^ ^ а з ч е т -

составление таблиц и построение гра­

фиков

передф|рчкьзс и кинематических функций механизма, описывающих

заданный закон преобразование двигания в нем.

■

*8. Расчет или выбор конструктивных элементов механизма - (формы

и размеров толкателя, радиуса основной окружности или длины кулачка,

размеров

стойки ), при которых механизм будет

иметь минимальные габари­

ты и хорошие динамические и технологические.показатели,

надежность '

'действия, долговечность и экономичность.

 

 

А .

Расчет пружины (при силовом замыкании высшей, нары).

4 .

Определение качественных показателей

механизма

(максимальных

значений коэффициентов скорости и ускорения,, углов давления, коэффици­ ентов увеличения усилий и полезного действия, приведенной кривизна

профилей, коэффициентов ивноса, давления, динамичности

и д р . ) ; уточне­

ние кинематических и конструктивных параметров механизма.

 

5", Построение профиля кулачка. -

 

.

6. Проектирование компоновочной схемы механизма,

’

'

3 . ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ ТОЛКАТЕЛЯ, ДО, СПИСАНИЕ И ВЫБОР ]Рй СИНТЕЗЕ.

Одним из достоинств кулачковых механизмов является возможность воспроизведения почти любого закона движения ведомого эвена путем соответствующего профилирования кулачка.

Если закон двигания толкателя, задан по условиям выполнения тех­ нологического процесса в машине или по условиям воопройаведения задан­ ной функции в приборах,тогда при проектировании кулачкового механизма требуется только выбрать иди определить размеры авеньев тан .„.чтобы он

бра надежным, долговечна* и имея небольшие габариты, а затем рассчи­

тать координаты

профиля

кулачка и

размеры пружины» ’

, .

Во многих

случаях

заданными

являются только некоторые характерис­

тики закона движения ведомого ввенВ, а именно;- максимальное .перемеще­

ние (ход)

толкателя на интервале движения, продолжительность остановки

в заданном

положении,

максимальная скорозть, ускорение и т .п .

' При втек'ложи''

указать рад типовых законов движения, удовлетао -

рядздих .поставленным усвоаийм и возникает задача выбора из них оптималь­ ного закона по дополнительным условиям (критериям качества ). I

&

 

 

' - а.

-ОПИСАНИЙ И !Ш АССИШ Ш ®лЭт1С |^ д а И Я ТОЛКАТЕЛЯ .

 

 

Законом движения толкателя называемой;"функция вымещ ения толка­

теля (линейного или углового), а также

одна из за производных, 'Взятых

по времени ил(«обобщенной координате -

перемещению ведущего звена - /ку-‘

лачка.

-

*

•

- <«- .. -ч.. ,- .

 

 

Воезаконы движения в

целом ва цикл делятоя на типы в зависимос­

ти

от

наличия

или отсутствия

остановок

конечной продолжительности

{-

выстоев) (ом ,ф иг.4 , приложение 2 ).

;

*Первый тип: " удаление - выстой - приближение - выстой (УВПВ)".

Цикл движения состоит

из фаз удаления,

приближения, ближнего и дальне­

го стояния (вы стоя).

При исследовании

различных законов движения толка­

теля по этому циклу достаточно рассмотреть участок подъема, так как для участка опусканияВсе необходимые зависимости находятся путем изменения

начала отсчета пути

f

и времени i

. . Цикл характерен для исполнитель-.

кьж механизмов машин -автоматов.

4

 

 

 

Второй

тип:

"удаление

-

приближение

-"выстой

(,УПВ)” или "удале­

ние - выстой

- приближение (УЭД)" -

законы, дви да-ния без верхнего или

нижнего выстоя. Цикл характерен Для механизмов газораспределения дви­

гателей внутреннего

сгорания.

 

'

 

'

 

Третий

тип:

"

удаление

-

приближение

(УП)" -

законы движения без

выстоев.

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

Законы движения,

кроме

того ,

делятся

по видам

графиков

скоростей

(тахограмм )’ на законы движения

о двухучастковой тахограммой

(имеется

участок разбеге и

выбега) и законы движения о трехучастковой

тахограы- •

мой (участок разбега и выбега разъединены интервалом с постоянной ско­ ростью толкателя).

Тахограшш движения толкателя подразделяются на симметричные к

несимметричные (

несимметричность возникает

и з-за неравенства участков

разбега

и выбега

или из-за рааличной рормы графика ускорения на еткх

участках

) .

.

 

Кроме того , по форме ма-ематичвскоро

описания, законы движения

толкателя на фазах удаления и.приближения могут быть простыв (исходные), составные и комбинированные."

Простой закон для всей фазы описывается одним уравнением. Составной закон на интервале подъема толкателя состоит "из нескояь-

ких участков, причем на всех участках перемещения толкателя он описыва­ ется однотипным уравнением ( см.таблицу # -2, первый и второй законы).

7

Комбинированные законы на интервале подъема толкателя состоят ия сопряженных участков различных простых законов.

Наконец,вахоны движения классифицируются (к называются)по харак- ' теру изменения ускорения толкателя; именно такая классификация и при­ нята в таблицах №1 и Ш пособия.

Приведенная классификация законов движения толкателя позволяет

наметить общие пути к изучению свойств механизмов,спроектированных на

баэе

етих

законов.

 

 

 

 

 

Основные условные обозначения элементов закона движения толкате-

ля-появуна в механизме с вращающимся кулачком таковы: Sj.

,

5me«

-

текущее

перемещение толкателя

и максимальное,полное перемещение -

ход

Н

; f-,

,

‘t'u ~ текущий угол

поворота кулачка и вр-чи,отсчитываемое

от начала удаления толкателя;

- фавора.: угол поворота и

вре­

мя, ооот вег от вуш[ев перемещению толкателя на величину Н

;

-отно­

сительное время или относительный угол поворота кулачка; к -

 

-

 

Закон движения толкателя может быть описан системами кинемати­

ческих’ коэффициентов или передаточных функций механизма.

 

 

 

 

При

проектировании кулачковых механизмов целесообразно

их метри­

ческие,кинематические и другие параметры описывать безразмерными коэф­ фициентами и функциями,не зависящими от абсолютных значений исходных данных б .В втом случае результаты расчета можно распространить на по­

добные механцзмы.укоторых'ети коэффициенты одинаковые абсолютные вели­ чины исходных данных,например,ход толкателя ь мм..угловая скорость ку­ лачка и его фазовые углы различны.

Под кинематическими коэффициентами понимаются Такие безразмерные

функции

(инварианты кинематического подобия)

о

аргу­

ментом

к .изменяющимся в пределах

о * к *, i

.которые пропорциональ­

ны кинематическим функциям механизма,т.е. перемещению толкателя

ST(t)

или производной любого порядка от

втого перемещения по углу Поворота

кулачка

или времени (V T( t ) , vyTcti) -При поступательном движении его ки­

нематические коэффициенты и кинематические функции связаны между собой

ояедующим образом:

S r =

 

(м м )(1 ),

Vr =

 

ЁД

--У-

( ммк)

(g)

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 °

■

 

 

 

W T =

 

 

 

 

 

^

^

 

( гек )

 

 

 

Параметры ^ ,

И

и их отношения являются коэффициентами

подобия дан

ього механизма единичному ( с

t

=

Н =» i

и одинаковыми

? ,

6

и £

•),

При вращательном движении

толкателя

формулы ( 1

- 4 )

принимают

вид:

$ о о ’ %

(рац. ,гр а д .)'

(5 ),

Шт~ °U )

1 ф

 

_£М _)

( б ) ,

t

ф

 

сек 7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Смотрите также файлы