5. Синтез кулачкового механизма
В прототипе кулачковый механизм служит для управления выхлопным клапаном.
Кулачковый механизм с поступательно движущимся плоским толкателем.
Ход толкателя h = 69мм.
Угол фазφф = 100 град.
Допускаемы угол давления φдоп = 45 град.
Угол дальнего стояния φд.с = 0,2·φв =0,2·100 = 20 град.
Закон движения толкателя – синусоидальный
Производим
расчет передаточных функций движения
толкателя для определения основных
размеров и построения профиля
кулачка:перемещения выходного звена
,
скорости его как первой
производнойи ускорения его как второй
производной от перемещения выходного
звена по углу поворота кулачка по
зависимостям:
На фазе удаления:
Делим угол на 6 частей и рассчитываем каждую фазу.
Заносим в таблицу 5.1 результаты расчетов:
Таблица 5.1
|
Перемещение |
Скорость |
Ускорение |
|
|
, мм |
|
1 |
2.5916 |
20.109 |
120.5625 |
2 |
15.245 |
60.326 |
120.5625 |
3 |
37.96 |
80.434 |
1.705 |
4 |
60.675 |
60.326 |
-120.562 |
5 |
73.328 |
20.109 |
-120.562 |
6 |
75.92 |
0 |
-3.41 |
Для кулачкового
механизма с плоским толкателем сначала
определяется минимальный радиус кулачка
из условия выпуклости:
мм.
Определяем полярные
координаты профиля кулачка (профильный
угол и радиус-вектор) по формулам: 1)
;
(«+» для фазы удаления, «-» для фазы возвращения)
;
Где угол поворота
(k
изменяется от 0 до 6)
Рассчитывая полярные радиусы и углы, заносим получившиеся данные в таблицу (5.2)
Таблица 5.2
Радиус вектор, мм |
Профильный угол , град |
201.672 |
16.38 |
221.218 |
14,7 |
248.443 |
13.18 |
264.268 |
15.13 |
270.207 |
16.62 |
271.562 |
17.33 |
6. Динамический синтез машины
Определяем размеры и строим планы положений рычажного механизма.
По заданию:
Ход ползуна (поршня)Н= 0,11м
Максимальный угол давления = 20 град.
Определяем размеры звеньев.
Определяем длину
кривошипа центрального кривошипно-ползунного
механизма из условия обеспечения хода
поршня
Определяем длину шатунацентрального кривошипно-ползунного механизма по заданномумаксимальному углу давления между шатуном 2 и ползуном 3 = 20 град
(этот угол между линией движения поршня и шатуном в положении, когда кривошип перпендикулярен направлению движения поршня):
м.
Строим 8положений механизма в масштабе l = 0,1для кинематического анализа и динамического синтеза механизма.
Откладывая 0.001 м. длины звена в одном миллиметре чертежа (l = 0.001 м /мм.), размеры на чертеже изображаем в отрезках OA =70 мм;ВС = 204.7 мм;
Положения кривошипа OA равноотстоящие (через 45).
Строим крайние положения механизма, когда кривошип OA и шатун AB находятся на одной прямой. Нулевое положение соответствует началу движения поршня вниз (верхняя мертвая точка, 4-е положение – нижняя мертвая точка). Построения ведем методом засечек, разбив окружность радиуса АВ на восемь равных частей.