Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Петрова__МУ_к_КП_синтез_кулачкового_мех

.pdf
Скачиваний:
67
Добавлен:
27.03.2016
Размер:
3.64 Mб
Скачать

- 21 -

кулачкового механизма с силовым замыканием исходят из выполнения условия

доп только для фазы подъёма.

Вкулачковом механизме с плоским толкателем угол давления во всех положениях остаётся постоянным. В частном случае, когда плоскость тарелки толкателя перпендикулярна к оси его движения, 0 , так как линия действия силы со стороны кулачка на толкатель (без учета трения) параллельна скорости толкателя. Ограничивающим условием, положенным в основу определения начального радиуса кулачка с плоским толкателем, является условие выпуклости профиля кулачка, так как только выпуклый профиль может последовательно соприкасаться всеми своими точками с плоскостью.

а) Дисковый кулачок с качающимся роликовым толкателем (рис. 1.а, б).

При определения основных размеров r0,lOO ' кулачкового механизма с дисковым кулачком и качающимся роликовым толкателем при кинематическом замыкании высшей пары (рис.1а) находим из условия, чтобы угол давления ни

в одном из положений механизма не превышал доп 45 .

Решение задачи проводим графически с помощью вспомогательной

диаграммы

[ SA2, SA2 ] зависимости аналога скорости точки A толкателя от

ее перемещения.

 

 

Для построения диаграммы из произвольной точки O проводим дугу

радиуса l

 

в масштабе

(рис.5). На этой дуге отмечаем точку A -

O'A

 

 

0

начальное

положение центра

ролика толкателя. От точки

A0 , пользуясь

малыми растворами циркуля, переносим на дугу деления отрезка

y , размечая

траекторию центра ролика при его подъеме и опускании. Из полученных точек A1 ( A1' ), A2 ( A2' ), A3 ( A3' )...A12 ( A12' ) через точку O' проводим лучи, которые определяют положения толкателя, соответствующие выбранным

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- 22 -

 

 

 

 

 

 

 

 

углам поворота

кулачка.

На

лучах O' A1,O' A2

 

и т.д. откладываем

повернутые

 

на

90°

 

по вращению

кулачка

отрезки

A D

и

A D

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i i

 

i' i '

 

изображающие в масштабе

аналоги скорости

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ï

 

 

 

 

 

 

S

Î

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ai Di

SA

 

ì ì

 

Ai Di

A

ì ì ,

 

 

 

 

2 i

 

 

 

 

2 i

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ï

 

 

 

 

Î

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

- аналоги скорости точки A толкателя

 

 

 

где SA2 i

 

 

SA2 i

 

 

 

в рассматриваемых положениях механизма соответственно на углах Ï и o ,

определяемые по графику [ S

,

] как

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ï

 

 

Ï

S ,

м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SA

 

yS

 

 

 

 

 

 

 

 

2i

 

 

 

 

 

 

A 2i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

î

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

î

 

S

ì .

 

 

 

 

 

 

SA

 

yS

 

 

 

 

 

 

2 i

 

 

 

 

 

À 2i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При построении диаграммы [ SA2, SA2 ] для фазы подъема на рис.5

полагаем, что кулачок вращается против часовой стрелки.

 

 

 

 

Через конец каждого из отрезков Ai Di , Ai ' Di '

проводим

лучи под

углом (90° - доп ) к соответствующему положению толкателя. Каждая пара лучей ограничивает область возможного расположения центров вращения кулачка, удовлетворяющих условию доп только для своего положения механизма. Чтобы угол давления , ни в одном положении механизма не превышал доп , необходимо центр вращения кулачка расположить в заштрихованной зоне, которая является общей для всех положений механизма,

т.е. является искомым геометрическим местом возможного расположения центра вращения. Она ограничена о одной стороны ломаной линией

O1 . При

- 23 -

D4'O1F , с другой стороны ломаной D6O1BC . Выбранное в допустимой зоне положение центра вращения кулачка определяет не только искомый начальный радиус центрового профиля кулачка, но и расстояние между центрами вращения кулачка и толкателя. Кулачковый механизм наименьших габаритов получим, если за центр вращения кулачка возьмем точку этом начальный радиус центрового профиля кулачка и межосевое расстояние определяются как

- 24 -

90Е- доп

D

6

D 8

D

7

D

D

D

 

A

 

A

 

 

1

 

0

1

 

 

1

1

 

 

 

9

 

 

2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2'

D

 

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

9 A

 

1'

 

 

A

 

 

9'

 

 

 

 

 

 

 

 

90Е- доп 8

A8'

 

 

A7 A7'

A6 A6'

A

A '

5

5

 

D 10'

 

l

 

 

 

O

 

 

'

 

 

A

 

D

 

 

 

9'

D

 

 

 

 

 

 

8'

D

 

 

 

 

 

 

7'

 

 

 

D

O'

 

 

6'

 

D'

 

 

 

5

 

 

D'

 

 

 

4

 

 

D

5

D4

9

 

0

 

Е

D3

 

D2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

F

A

A '

 

D'

 

4

 

 

 

 

3

4

 

 

 

A3

D2

 

A

 

'

'

 

 

 

3

A2D1

A2

'

'

 

 

D1

 

 

A0

 

 

 

 

 

O1B

 

R

O

0

 

C

2max

РРисис.5.5

 

- 25 -

 

Rî min O1Aî ì ;

lO1O O1O

ì .

Если полученная величина RO min ,найденная по вершине заштрихованной области O1 , недостаточна для установки кулачка на вал, то точка O - центр вращения кулачка - может быть выбрана внутри заштрихованной области, как это сделано на рис. 5. Тогда

R OA

ì ; l

 

 

 

ì .

 

 

OO

 

î

î

 

 

 

 

 

OO

 

 

 

 

Начальный радиус рабочего профиля

 

 

 

 

 

 

rO RO rP .

 

 

 

При выборе центра вращения кулачка в точке

O во всех положениях

проектируемого механизма углы давления будут меньше

. Это можно

 

 

 

 

 

 

доп

 

проверить, соединив любую точку Di

с точкой O . Прямая ODi

составляет с

перпендикуляром к Ai Di угол давления i .На рис.5 показано определение угла давления в четвертом положении 4 .

Из рис.5 видно, что через точки Di , Di достаточно про водить лучи под углом ( 90 доп) только в тех положениях коромысла, где аналоги скорости близки к максимальным значениям.

При силовом замыкании (рис.1б), когда условие доп должно

выполняться при подъеме толкателя, диаграмма зависимости аналога скорости

точки A

 

, S A ] строится только для фазы

толкателя от ее перемещения [ S A

 

2

2

подъема. На рис.6 показано определение области возможного расположения центра вращения кулачка при силовом замыкании высшей пары. Эта область ограничена с одной стороны лучом I-I, проведенным через точку AO , с другой стороны ломаной D5O1BCF . Как и в предыдущем случае, кулачковый

- 26 -

механизм наименьших габаритов получим, если за центр вращения кулачка

возьмем точку O1 . Тогда

9 0

-

д

о п

D7

D6

D5

 

D

 

4

9

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

- 27 -

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

A

 

 

 

 

 

D

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

A9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A6

 

 

 

 

 

п

 

 

 

 

 

 

 

 

д

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

-

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

D

 

 

 

A2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O1

 

 

 

 

9

 

 

 

 

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

Рис.6

l O' A

O'

- 28 -

Rî min O1Aî

ì ; lO O O1O

ì .

 

 

 

 

1

 

 

 

При выборе центра вращения кулачка в точке O получим соответственно

R OA ì

; l

 

 

 

ì ,

 

OO

 

O

O

OO

 

 

 

 

rO RO rP .

б) Дисковый кулачок с поступательно движущимся роликовым толкателем

(рис. 1. в, г).

При определении основных размеров rO , e кулачкового механизма с дисковым кулачком и поступательно движущимся роликовым толкателем при кинематическом замыкании (рис.1в) высшей пары исходим из условия, чтобы угол давления ни в одном из положений механизма не превышал доп 30 .

При графическом решении этой задачи используем график зависимости

величины аналога скорости толкателя S

 

от его перемещения S2

2

 

 

 

 

 

оси

ординат графика

 

 

 

(S2 )

откладываем

S2

S2 (S2 ) . По

 

S2

S2

перемещение

точки

 

A

толкателя

в масштабе

(отрезок y с

соответствующей разметкой), по оси абсцисс – отрезки Ai Di ,

изображающие

также в масштабе

аналоги скорости

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ai Di

 

S2i

ì ì , где S

y

 

 

 

ì

.

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

2i

 

S2i

 

 

 

 

Для определения направления, в котором надо откладывать отрезки Ai Di

от точек Ai при подъёме и опускании толкателя, следует аналог скорости в

соответствующем положении повернуть на 90° по вращению кулачка. На рис.7

предполагается, что кулачок вращается против часовой стрелки.

- 29 -

Через концы каждого из отрезков Ai Di проводим пару лучей под углом

90 доп к Ai Di (на рис.7 показано для девятого положения). Каждая пара лучей ограничивает геометрическое место центров вращения кулачка,

удовлетворяющих условию доп только для своего положения механизма.

Чтобы угол давления ни в одном положении механизма не превышал доп

 

 

 

 

- 30 -

 

 

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

 

 

 

 

 

д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

А12'

D

 

 

 

 

 

 

 

11

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

D10

 

 

11'

 

 

 

 

 

1

D9

 

 

А10

А

 

 

10'

D9'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А9

10'

 

 

 

D

2

 

D

 

 

А

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

9'

 

 

 

 

 

8'

 

D7

 

 

 

А

А8'

 

 

 

 

 

 

D7'

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А7

А

 

 

 

 

 

 

 

90 -

 

 

 

 

 

 

 

 

доп

А6

А7'

 

 

 

 

D6'

 

 

D6

 

 

 

6'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А5

А5'

 

 

 

 

 

 

 

90 - D5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А4

А4'

 

 

 

D4'

 

D5'

доп

D4

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

А3

А3'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D2

 

2

2'

 

 

 

D3'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D2'

 

 

 

9

 

D1

 

А0

D1'

 

 

 

 

 

0

'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

О

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О

 

e1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 7