Основные задачи синтеза кулачковых механизмов

Содержание

Слайд 2

Тема 6 6.5.4. Выбор закона движения ведомого звена Закон движения ведомого

Тема 6

6.5.4. Выбор закона движения ведомого звена
Закон движения ведомого звена

определяется величиной хода толкателя, либо выполняемой технологической операцией. Основное требование – обеспечение минимальных динамических нагрузок. Это требование относится, прежде всего, к фазам удаления и возвращения ведомого звена.
По характеру динамического воздействия на ведомое звено различают три вида законов движения:
– законы, приводящие к жесткому удару;
– законы, приводящие к мягкому удару;
– безударные законы.
Слайд 3

Тема 6 Законы жесткого удара Скорость (аналог скорости) ведомого звена имеет

Тема 6

Законы жесткого удара
Скорость (аналог скорости) ведомого звена имеет разрывы

I рода (закон постоянной скорости). В этом случае в начале движения, при реверсировании и остановке возникают бесконечно большие ускорения, приводящие к появлению бесконечно больших сил инерции и жестким ударам кулачка о толкатель. Эти удары приводят к износу рабочей поверхности, нарушают точность, снижают долговечность.
Закон постоянной скорости позволяет получить кулачковый механизм, профиль которого представляет собой архимедову спираль.
Эти законы применяются при малых скоростях движения ведомого звена и в несиловых кулачковых механизмах (приборах и т. п.).
Слайд 4

Тема 6 Законы мягкого удара Скорость (или её аналог) ведомого звена

Тема 6

Законы мягкого удара
Скорость (или её аналог) ведомого звена при

этих законах изменяется непрерывно, а ускорение имеет точки разрыва II рода (например, закон постоянного ускорения).
В точках разрыва возникает резкое (но конечное) изменение ускорений и сил инерции, что приводит к мягкому удару, вибрациям, шуму.
Эти законы используются в механизмах, движущихся с умеренными скоростями и имеющих умеренные нагрузки.
Слайд 5

Тема 6 Безударные законы При этих законах ускорение (аналог ускорения) является

Тема 6

Безударные законы
При этих законах ускорение (аналог ускорения) является непрерывной

функцией времени и может меняться, например, по трапециидальному или синусоидальному законам.
В этом случае в начале движения, при реверсировании и остановке, ускорения, а, следовательно, и силы инерции равны нулю. В результате происходит безударное взаимодействие кулачка и толкателя.
Эти законы применяются в механизмах, движущихся со значительными скоростями и испытывающих значительные нагрузки.
Слайд 6

Тема 6 6.5.5.Определение основных размеров кулачковых механизмов К числу основных размеров

Тема 6

6.5.5.Определение основных размеров кулачковых механизмов
К числу основных размеров относятся:
r0

– минимальный радиус кулачка (радиус кулачковой шайбы);
e – величина эксцентриситета кулачка и толкателя;
rр – радиус ролика;
l – длина коромысла;
l0 – межосевое расстояние;
β0 – начальный угол коромысла;
A0 – начальное положение толкателя.
На выбор размеров кулачковых
механизмов оказывают влияние
конструктивные, кинематические и
динамические требования. К числу
последних относятся: обеспечение
высокого КПД при минимальных
габаритах и отсутствие заклинивания кулачка.
Слайд 7

Тема 6

Тема 6

 

Слайд 8

Тема 6

Тема 6

 

Слайд 9

Тема 6

Тема 6

 

Слайд 10

Тема 6

Тема 6

 

Слайд 11

Тема 6

Тема 6

 

Слайд 12

Тема 6 Отрезки, изображающие аналоги скоростей толкателя , откладываются с той

Тема 6

Отрезки, изображающие аналоги скоростей толкателя , откладываются
с той

стороны диаграммы, в которую будет повернут, по направлению угловой скорости кулачка, вектор линейной скорости толкателя.
Если вращение кулачка происходит
против часовой стрелки, то фазе
удаления будет соответствовать
левая ветвь диаграммы, а фазе
возвращения – правая ветвь,
и наоборот.
Каждой точке передаточной диаграммы
соответствует определенный угол поворота
кулачка, а, следовательно, и угол давления.
Если к правой и левой частям диаграммы
провести касательные под углом α max , то
точка их пересечения (О1’) определит
положение оси вращения кулачка и радиус r0min.
Слайд 13

Тема 6

Тема 6

 

Слайд 14

Тема 6

Тема 6

 

Слайд 15

Тема 6

Тема 6

 

Слайд 16

Тема 6

Тема 6

 

Слайд 17

Тема 6

Тема 6

 

Слайд 18

Тема 6

Тема 6

 

Слайд 19

Тема 6

Тема 6

 

Слайд 20

Тема 6 6.5.6. Построение теоретического профиля кулачка После определения основных размеров

Тема 6

6.5.6. Построение теоретического профиля кулачка
После определения основных размеров кулачкового

механизма и выбора законов движения ведомого звена приступают к основной задаче – проектированию профиля кулачка.
При этом считаются известными закон движения ведомого звена, максимально допустимый угол давления и все размеры, не относящиеся к профилю кулачка.
Задача синтеза, как и задача кинематического анализа кулачковых механизмов, решается методом обращения движения.
Всему механизму сообщается вращение с угловой скоростью, равной угловой скорости кулачка и направленной в противоположную сторону. В этом случае кулачок как бы останавливается, а ведомое звено будет вращаться вокруг кулачка с угловой скоростью равной – w1 и одновременно перемещаться относительно своих направляющих по заданному закону. Показывая эти перемещения в обращенном движении, отмечаются точки теоретического профиля.
Рассмотрим примеры построения теоретических профилей в различных кулачковых механизмах.
Слайд 21

Тема 6

Тема 6

 

Слайд 22

Тема 6

Тема 6

 

Слайд 23

Тема 6

Тема 6

 

Слайд 24

Тема 6

Тема 6

 

Слайд 25

Тема 6 6.5.7. Порядок проектирования профиля кулачка Строится кинематическая диаграмма аналога

Тема 6

6.5.7. Порядок проектирования профиля кулачка
Строится кинематическая диаграмма аналога
ускорений в произвольном

масштабе;
2. Участки оси абсцисс, соответствующие фазовым
углам поворота кулачка, делятся на равные отрезки;
3. Точки диаграммы, соответствующие серединам
отрезков оси абсцисс, сносятся на ось ординат;
4. Полученные на оси ординат точки соединяются
лучами с некоторой точкой Р, называемой полюсом
и располагающейся на расстоянии H1 = 20–50 мм
от начала координат;
5. В новой системе координат, которая располагается
ниже исходной диаграммы и ось абсцисс которой
также разделяется на равные отрезки, в пределах
временных интервалов проводятся хорды,
параллельные соответствующим лучам, исходящим
из полюса Р;
Слайд 26

Тема 6 6. Полученный в виде ломаной линии график аналогов скоростей

Тема 6

6. Полученный в виде ломаной линии
график аналогов скоростей заменяется
плавной

кривой;
7. Аналогичным образом, путем повторения
пп. 3 – 6, строится график перемещений
ведомого звена;
8. По заданной величине перемещения
ведомого звена определяются масштабные
коэффициенты графиков перемещений,
аналогов скоростей и ускорений:
где h – перемещение ведомого звена;
АС – берется из графика перемещений;
– масштабный коэффициент оси абсцисс;
H1, H2 – полюсные расстояния.
Слайд 27

Тема 6 9. Строится передаточная диаграмма – зависимость между перемещениями и

Тема 6

9. Строится передаточная диаграмма –
зависимость между перемещениями и аналогами
скоростей

толкателя за полный поворот
кулачка (см. рис.);
10. С помощью передаточной диаграммы
по заданному углу давления (α = 300) находится
минимальный радиус начальной окружности
кулачка, равный
R0min= ОА0 = r0+rp ,
и положение оси его вращения (т. О);
11. Определяется радиус ролика
толкателя
rp 0,4 R0min ;