Расчет мальтийского механизма

Геометрический расчет мальтийского механизма:

Исходными данными для синтеза мальтийского механизма являются: межосевое расстояние О₁О₂ = а = 60 мм, число пазов мальтийского креста z=4 в соответствии с заданной циклограммой, количество цевок n_ц = 1. (рис. 3).

Рис.3.

Для успешной работы мальтийского механизма необходимо, чтобы кривошип О₁А, при его заходе в паз, была перпендикулярен оси этого паза О₂А, то есть угол О₁АО₂ должен быть прямым.

Угол α между осями соседних пазов определяется по формуле:

. (1)

Из прямоугольного треугольника О₁АО₂ находим радиусы кривошипа и мальтийского креста :

(2)

(3)

Ширина паза креста b равна диаметру цевки d_ц. Параметр u, равный расстоянию АО₂, в момент прохождения оси цевки (точки А) через линию О₁О₂

(4)

Тогда длина паза может быть определена по следующей формуле:

, (5)

где – радиус цевки, обычно ≈ 0,08 , с – радиальный зазор между цевкой и впадиной паза, измеряемый на линии межосевого расстояния О₁О₂, обычно с ≈ 0,01r₁.

Радиус диска фиксатора r_ф находится по формуле:

, (6)

где δ ≈ 0,05r₂ - конструктивный параметр.

Радиус выреза сегмента на фиксаторе определяется выражением:

(7)

Из треугольника О₁АО₂ следует, что угол поворота кривошипа φ, соответствующий углу поворота мальтийского креста α:

φ = 180º – α =90º. (8)

Кинематический расчет мальтийского механизма:

Для мальтийского механизма с одной цевкой время движения мальтийского креста равно времени, в течение которого кривошип поворачивается на угол φ, то есть отношению угла поворота кривошипа к его угловой скорости ω₁.

= φ/ω₁ = (9)

В соответствии с заданной циклограммой имеем = 7,63 с.

рад/c

Угловая скорость креста максимальна в момент прохождения точкой А линии О₁О₂. Линейная скорость точки А:

(10)

При этом точка А находится на расстоянии а – r₁, следовательно, мальтийский крест должен вращаться с угловой скоростью:

рад/c (11)

Знак минус означает, что мальтийский крест вращается в направлении противоположном относительно направления вращения кривошипа.

_{Передаточное отношение мальтийского механизма:}

Подбор микровыключателей

В соответствии с указанными в ТЗ коммутируемыми токами и напряжениями выбираем микровыключатели МП-12.

Табл. 1. Характеристики микропереключателя МП-12

Тип	Ток, А max	Напр., В max	Мощность, Вт	Сила, Н		Ход, мм
				Fпс	Fос	λпс	λдоп.	λдиф.
МП-12	0,5	36	18	1,0	0,3	0,1	0,21	0,08

Расчет кулачков

Из паспортных данных микропереключателя МП-12 требуемая сила для кулачка F_пс=1Н.

По ТЗ радиусы кулачков r₀ = 10...25 мм; R=r₀+∆r, где ∆r – ход кнопки микровыключателя. Принимаем радиус кулачка r₀=20 мм. Для того чтобы произошло срабатывание микровыключателя, радиус R кулачка должен обеспечивать нажатие штока на величину прямого рабочего хода плюс половина дополнительного хода:

R = r₀ + S + λ_пс + 0.5 λ_диф= 20+2+0.1+0.5*0.21=22.2 мм (12)

Тогда крутящий момент на выходном валу определим как:

, (13)

где

Н·мм