4. Синтез кулачковых механизмов

 

По исходным данным своего варианта:

- рассчитать паpаметpы диаграмм движения толкателя, вывести (если это необходимо для построения диаграмм) их уравнения и вычертить диаграммы;

- выбрать паpаметpы, необходимые для получения механизма наименьших pазмеpов (линейные pазмеpы, выбираемые проектировщиком,  округлить до кратных 5 мм);

- вычертить профиль кулачка.

4.1. Исходные данные для исследуемых механизмов

Для проектируемого кулачкового механизма заданы:

1) Кинематическая схема и некоторые геометрические и кинематические параметры.

Схемы кулачковых механизмов и исходные данные

 

а) Механизм с движущимся поступательно роликовым толкателем

П ри построении профиля кулачка должны быть приняты во внимание заданные в таблице направление угловой скорости ω_к, а также величина и направление эксцентриситета e; если величина e не задана, проектировщик согласовывает ее выбор с выбором значения теоретического минимального радиуса r_min^Tтак, чтобы получить кулачок наименьших размеров.

Примечание: на схеме показаны положительные направления угловой скорости кулачка ω_к и эксцентриситета e.

Таблица 1

Исходные данные для механизма

с движущимся поступательно роликовым толкателем

Наименование параметра		Варианты исходных данных (последняя цифра студенческого билета)
		0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Ход толкателя  H, мм		40	42	45	47	50	40	42	45	47	50
Эксцентриситет  e, мм		10	-8	-	0	-	0	8	-	-10	-8
Направление вращения кулачка		+	-	+	-	+	-	+	-	+	-
Наибольшие углы давления, градусы	при подъеме αmaxп	30	35	30	35	30	35	30	35	30	35
	при опускании αmax0	40	45	40	45	40	45	40	45	40	45

 

б) Механизм с коромысловым роликовым толкателем

П ри построении профиля кулачка считать заданным направление угловой скорости кулачка ω_к.

Длина коромысла L задана, а межосевое расстояние a и теоретический минимальный радиус r_min^T должны быть определены из условия минимизации размеров механизма.

Примечание: на схеме показано положительное направления угловой скорости кулачка.

Таблица 2

Исходные данные для механизма

с коромысловым роликовым толкателем

Наименование параметра		Варианты исходных данных (последняя цифра студенческого билета)
		0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Ход толкателя  Ψ, градусы		28	32	36	28	32	36	28	32	36	30
Длина коромысла L, мм		115	130	125	120	130	125	130	125	120	130
Направление вращения кулачка		+	-	+	-	+	-	+	-	+	-
Наибольшие углы давления, градусы	при подъеме αmaxп	30	35	30	35	30	35	30	35	30	35
	при опускании αmax0	40	45	40	45	40	45	40	45	40	45

 

в ) Механизм с движущимся поступательно плоским толкателем

При построении профиля кулачка учесть  направление и величину эксцентриситета e, угла передачи γ, а также направление угловой скорости ω_к; если значение e не задано, его нужно подобрать так, чтобы точка Р крепления тарелки к штоку располагалась примерно посередине ее рабочей длины.

Примечание: на схеме показаны положительные направления угловой скорости кулачка ω_к и эксцентриситета e.

 Таблица 3

Исходные данные для механизма

с движущимся поступательно плоским толкателем

Наименование параметра	Варианты исходных данных (последняя цифра студенческого билета)
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Ход толкателя  H, мм	40	42	45	47	50	40	42	45	47	50
Эксцентриситет e, мм	10	- 8	-	0	-	8	-10	0	-	-
Угол передачи γ, градусы	90	90	90	90	90	90	70	110	110	70
Направление вращения кулачка	+	-	+	-	+	-	+	-	+	-

 Таблица 4

Выбор схемы механизма

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
	Предпоследняя цифра студенческого билета
Схема механизма	а	б	в	а	б	в	а	б	в	а

2) Фазовые углы поворота кулачка:

φ_п - за время подъема толкателя;

φ_вв - за время верхнего выстоя толкателя;

φ_о - за время опускания толкателя.

Таблица 5

Фазовые углы поворота кулачка

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
	Последняя цифра студенческого билета
φп	160	150	100	180	120	180	210	100	100	180
φвв	30	30	75	20	80	0	10	50	100	60
φо	140	150	80	160	90	90	140	150	100	90

3) Закон движения толкателя.

Таблица 6

Законы изменения модуля аналога ускорения aφ

(или аналога углового ускорения εφ)

Законы изменения модуля
Вариант		За время подъема	Вариант		За время опускания
Предпоследняя цифра студенческого билета	0	Рис. 4.1а	Последняя цифра студенческого билета	9	Рис. 4.2
	1	Рис. 4.1б		8	Рис. 4.3
	2	Рис. 4.2		7	Рис. 4.4
	3	Рис. 4.3		6	Рис. 4.5
	4	Рис. 4.4		5	Рис. 4.6
	5	Рис. 4.5		4	Рис. 4.7
	6	Рис. 4.6		3	Рис. 4.1а
	7	Рис. 4.7		2	Рис. 4.1б
	8	Рис. 4.1а		1	Рис.4.3
	9	Рис. 4.1б		0	Рис.5.6

На рисунках. 1 - 7 приведены законы движения.

Рис. 4.1 Закон постоянного ускорения:

а) с одинаковыми участками разгона и замедления,

б) с неодинаковыми участками разгона и замедления

Рис. 4.2. Модифицированный линейный закон

Рис. 4.3. Трапецеидальный закон

Рис. 4.4. Закон изменения ускорения по косинусоиде

Рис. 4.5. Закон изменения ускорения по синусоиде

Рис. 4.6. Линейно-убывающий закон

Рис. 4.7. Закон изменения ускорения по треугольнику