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
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 |
|
|
|
||||||||
й1р и 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 |