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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 30.10.2024

Просмотров: 73

Скачиваний: 0

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

5 . Критерии топкости д Д ^ я и ^ И | Д И М р Ё Ь и м с к о е влияния на за

кон движения толкателя пагрешиост*^1в^ИинШЩ'’ и деформации деталей

 

мехачизмч (отклонений форма и размеров.-звеньев от идеальных). Основной

 

погрешностью являетс%»!^&шание форма пррфидя ^Дачка от идеального,

 

вызванное неточно^^уЩ ^Й »^|^||^, %

етсй ошибке профиля могут быт!

приведены

 

 

 

 

 

 

 

'оси кулачка и элементов-

 

Йели приведенная ошибка профиля кулачка описана функцией отклоне­

 

ния радиуса ого кривизны от идВвльйого р —

= a

тогда

 

 

ошибки передаточных функций механизма будут равна:

 

 

 

 

J& w

АР

,ао\

n v

4*fi+ t$ sH :bp

(8 4 ),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

COSOl

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n w

и

 

(8 5 ),

где

СИ

-

угол

давления,

 

 

 

 

 

COS «А

 

 

 

йи д*р

-

первая

и вторая

прока водные функции

первичной ошибки

 

 

AJ> * f ( f

)•

 

'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Точность механизма может быть оценена коэффициентами ошибки

 

 

 

 

 

 

 

 

(8 7 )’

K w a = - р -

(8 в ) .

'

б .

Критерий

прочности,

скорости

изнашивания, долговечности

и

 

надежности относятся к числу главных,

во многом определяющих совершен­

 

ство механизма. Они применяются при выборе закона движения толкателя

 

л оценке конструктивных элементов механизма -

радиусов

основной

окруж­

 

ности кулачка и ролика, размеров и расположения направляющей толкателя

 

относительно

оси кулачка, параметров пружины и т .д .

 

 

 

 

а.

Критериями контактной прочности

высшей

пары являются:

 

 

 

1) коэффициент удельного давления

1 5 ]

или, что тоже самое, относи­

 

тельная приведенная Кривизна сопряженных профилей

К Кр (см.формулу 2 1 },

2) коэффициент контактных напряжений

K g

ш \/кр< К

Кир

 

(8 9 ).

По. формуле (26) контактное напряжение

райнб,

п , Уе.

 

 

 

или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^ а 0'* ,а 1% Г € "р V M * *кр * т <5 * ^

 

 

V

^ «

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(9 0 )}

а параметр

rntf

 

входят вое

воличиныt не связанные с

бакеном движений толкателя и конст­

 

рукцией механизма,

f

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б . Скорость изнашивания Профилей высшей пар.., воли толкатель не

 

ааканчиваетоя роликом, зависят от

величины нормального Давления между

 

22


п р о ф м и д а и ,си о р о е ти в «га ^

ее злаяентоа и отношения

скорости

скольжения к касательной составляющей

скорости толкателя.

Боли скорость изнашивания профиля

ведущего кулачка

Гк .измеряе­

муюпо нормали в его поверхности в

«считать Пропорциональной давле­

нию на площадке контакт* й скорости

относительна скольжения профи­

лей в м/оея и зависящей от свойств материалов пары (что справедливо для нормального процесса иенооа), тогда

ч-

..

R»s

i/ <f

..

Rk u>*

Vck

*£.(91).

~

u K a f

V « t k *

u K -g - н г

 

 

 

 

 

"

6

 

(93)-

Обоаначим

ТГН

hntK K «’«.

(9 2 ), где

 

- параметр окорооти изнашивания кулачка, не зависящий от

передаточных

функций и конструкции механизма. Следовательно,коеффициент скорости -^5^

ивнашивания профиля кулечка К ^ * * А „К ис,

(94).

Коеффициент скоробит!

изнашивания толкателя описываетоя равенством 8#, *

И ум

(95) ^1

где коеффициент увеличения екорооти ивнашивания толкателя по сравнению'

с кулачком можно очитать равным

/

 

 

Jir

V?

к и*.»

К » u

X T

у *

(9 6 ).

 

Изнашивание профилей и их влияние на

функцию положения описывают ко­

эффициент суммарной скорости ивнашивания еяементов высшей пары по нор­

мали к профилям

К у Ьг> т ( Н К а « ) К г *

(99 ) и коэффициент ошибки

к X

еЬП '

' • л

у i ** tf у, _

перемещения толкателя, вызванной втим взносом

=*

Cob «Х

(99),

 

 

 

в. Надежность механизма по внезапным откавам вследствие заклинива­ ния толкателя в направляющих можно оценивать иоеффициентом запаса от

ааклинивания ..

»}

 

 

___

При К

»

0 наступает еакли-

и

t я» W»

 

 

(99).

При

n,<rt

1 I мгн .

1

и эту

величину можно очитать

ннвание; пр и Я м! м- °

' 5

1

допустимой.

 

 

 

 

 

 

 

 

В заключение укажем Следующее:

 

V

 

 

1) при оценке качества конкретного механизма ие всех указанных выше

критериев вычисляются не все,

а соответствующие его

назначению и усло­

виям работы, 2) определение некоторых критериев качества Сказывается достаточна тру­

доемким* поэтому для их расчета необходимо применять электронные вычис­

лительные машины,

.

8) для расчетов коэффициентов качества используются формулы данного

раздела, зависимости,

приведенные в Таблицах 1 - S приложения,*! данные

W технической jnffepiwypM (сч.СпмвоИ в конце пособия). Перечень описан-


p w

в текста

единичных т.раметрбв_{ модулей)

и критериев (яоеффициев-

тов)

-качества

приведен в таблице

4

приложения,

 

 

 

 

 

 

г . ВЫБОР Щ Ш ГАВЙКШ Ш

ТСШКАТЕЛЯ ПРИ Ш И З Е механизма; #

Ниже приводятся общие рекомендации по ыабору -формы графиков движе­

ния толкателя наряду критериев.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 . Выбор,,

рвы графика по величине

£ тл„

;

 

 

 

 

 

 

 

.Jaj^Boe в’-агонн Движения о двухучастковой

тахограш ой .у

которых

графики положительных и отрицательных ускорений-(каждый в отдельности;

являются

симметричными, имеют коеффициент

6~m£,*-~ Z, например,

"синусо­

идальный"

закон движения при

£ = 0 и-любых значениях

и .

 

 

 

б .

 

 

Для уменыпеная ноаффнм&нта

б шпх ,

надо емощать центр тяж

ти площади графика положительных ускорений и началу интервала.

 

Например,

" косинусоидальный" ваяон при С-0

и

и -0 ,5

имеет б,„вл=1,5?

по сравнению с "прямоугольным",

имеющим ^

й|<-2»

таких

же значениях

С и и ,

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а «Несимметричность двухучастковой тахограмыы для

сост авных зако­

нов

не влияет

на величину 6 , п а * .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г .

Минимальная величина кокффиционта 5а)ЯХпил,учается

при

равно­

мерном движении'

- 1 ) , но

при

втом будут

жесткие

удары

в начале и

конце движения.

Значения коэффициента бта)4, близки© к единице при отсутствии уда­

ров можно получить с помощью трехучаеткоаых тахограмм (см.таблицу 2 ,

аакон 10 ). Например, "синусоидальный" аакон

имеет

при

и =0,2 и

С

= 0 ,6

5)иаи -

1 ,2 5 -

 

 

 

 

 

 

 

2 .

Выбор формы графика по величине

| mnx .

 

 

 

 

 

а . Для уменьшения коэффициента | max

надо

увеличивать ааполне-

ние площади графика ускорения, т . е ,

приближать максимальное ускорение

к фзго среднему

еначению на участках раабега и выбега.

 

 

Лучшим в

атом

отношении является аакон с постоянным ускорением

у

которого

fm ax*

4 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б . Уменьшение' параметра

и '

на диаграмме в'важонак движения

с

несимметричным::

тахограммпыа

вызывает* увеличение

по

модулю максиму­

ма положительного

ускорения

и уменьшение

отрицательного ускорения.

"Синусоидальный" закон при

и

=0,2

и 0-0

имеет ?та х =15,7, а при

t-J -0 ,5

I

;;л ‘-6

'.8.

 

 

 

 

 

 

 

в. - Выбор салонов движения по величине максимального ускорения

вбыстроходных мьхшшзцах в ряде случаев надо производить с учетом уп­

ругих колебаний, ориентировочно форма ррафика .ускорения для них может быть выбрана - /четом рекомендаций, пригеденних я предыдущем парагра­ фе пс. oteiienit траходнооти механизма-. Подробил эта задача будет рас

24 %


смотрите s пособии "Синтез кулачковых механизмов с учетом упругости Звеньев и трения .в кинематических парах", составляемого на кафедре.

8* Выбор Формы графика по величине радиуса кривизны.

а» Для увеличения радиуса кривийны профиля надо увеличивать 'радиус Основной окружности кулачка и выбирать законы движёйрЩ имеющие мак­

симальные по модулю значения положительного ускорения и-минимальные- отридательного. Например, законы движения с несимметрн^ой тахограм­

кой

при

u <

o ,s .

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

б . ОкоромысАовых

механизмах

и механизмах со смещенным толкателем .

радиус

кривизны увеличивается

при

таком

смещении (.деаакоиаяе), при

котором

угол

между

векторами

абсолютных

скоростей

парных ( сопряженных)

$очек будет тупда.

• •

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 . Выбор формы графика

по

характеристике

пружины.

 

 

' ’ г

ч

 

 

Меньшов значение максимального усилия ожатия -пружины , РПр °х дают

ваконы движения, у которых максимум отрицательного

ускорения смещен

к

концу фавы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 .

Выбор формы графика

по

величине

момента сил на.валу кулачка.

 

.

а. Если внешняя

нагрузка

на толкатель

п о с т о я т

и силы инерции малы,

То

минимальную величину

№g t

дают законы, имеющие наименьшую«величи­

ну

бпщ * * Здесь

справедливы

еамечания,

относящиеся г

уменьшению

вели­

чины максимальной

скорости.

 

 

 

 

 

 

..

 

б . Если аила,

действующая на ведомое звено, пропорциональна

переме­

щению ведомого эвена и будет возрастающей, тогда для уменьшения

 

следует

применять

несимметричные тахограммы ( Z u < l

-

С>,

 

 

 

Из

законов

движения с

симметричными

тэхограммами

наиболее

выгод­

ными

оказываются, законы движения о малыми значениями

6 'п, ах

,

 

 

в .

Воли внешняя

нагрузка на толкатель

мала и преобладают силы инер­

ции, тогда хорошие результаты дают

законы движения о двухучастковыми

Симметричными тахограммами, при которых центр тяжести площади графика

ускорений на участке разбега смещен к началу фазы движения.

6 . Выбор формы графика по величине

угла дааяенйя.

При проектировании

механизма необходимо

стремиться к уменьшению

угла давления. Коли

зто

невозможно сделать

8

а очет выбора радиуса о с ­

новной окружности и

дезаксиала, тогда для уменьшения

<х необходимо

уменьшить ковффицивит максимальной скорости

 

б т а х

,

Для увеличения механического н .п .д . за счет выбора закона движение Толкателя необходимо стремиться в первом приближении к уменьшению’уТ1Да давления при тех же основных размерах механизма.

Изложенные рекомендации по выбору закона движения толкателя

25


 

являются предварительными. При проектировании конкретного

механизма

и выполнении При атом расчетов'на ЭВМ следует

производить

сравнение

различных законов j^ fa d op юс параметров (U, С'

путем вычисления и ми­

нимизации группы £|йгэрйев качества. Для етого могут быть использова­ ны следующие метши: линейное программирование, метод "организованных проб", итераииош й метод поиска минимума главного критерия.

. д* КРАТКИЙ СВЩЦШЯ о МЕТОДАХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РАБОЧЕЙ ПОВЕРХ-

тПОСТИ КУЛАЧКОВ И ИХ ОДИПКИИ ИД ВЫБОР ЗАКОНА ДВИЖЕНИЯ.

Для обработки рабочей поверхности кулачков всех .типов в зависимос­ ти от конкретных производственных условий применяют следующие методы

[11]

: а.М ассовое, крупносерийное

и серийное производство.

 

1. Холодная штамповка на прессах -

производится в специальных

штампах

а два

перехода ;

черновой и чистовой.

 

2 . Кинематический

метод обработки

рабочей поверхности кулачков

- осно­

ван на испол*збвании специальных приспособлений, механизм которых вос­ производит законы движения, соответствующие изготовляемому кулачку.

Применяется преимущественно для обработки кулачков о эвольвентным про­ филем, очерченных архимедовой и логарифмической опиралыо и другими

типовыми* плоскими кривыми.

В, Метод механического копирования - он заключается в перемещении концевой фрезы или шлифовального круга относительно вращающейся за го ­

товки с

помощью щупа иди нопирного пальца,

который перемещается по

рабочей

поверхности вращающегося кулачка -

копира

и жестко связан с

фрезой.

 

1

 

4 . Обработка на зубодолбежных станках основана на принципе обкатки цилиндрического долбяяа по профилю изготавливаемого дискового кулачка.

Для осуществления согласованного вращения долбяка и заготовки произво­ дят соответствующую настройку станка. При обработке рабочей поверхнос­

ти кулачка на зубододбежиом станке осуществляется два движения - вра­ щение заготовки и Дополнительное перемещение ее или инструмента в направлении радиуса-вектора кулачка. Дополнительное движение осущест­ вляется о помощью кулачка копира, который проектируют и изготовляют в зависимости от профиля и размеров обрабатываемого кулачка.

5> Фрезерование на станках с программным'управлением.

б. Мелкосерийное и единичное производство,

б. фрезерование и шлифование по таблице обработки, в которой заданы

координаты

профиля в

полярной системе координат,

т . е . ^ = ф ( ф ) с ма­

лым шагом

изменения угла профиля.

 

 

Кулачки в

виде пакета

из 10-20 шт. устанавливают

на оправку,

которую

закрепляют

в центрах

оптической или механической делительной

головки