Лист 4
4. Проектирование кулачкового механизма с поступательным роликовым толкателем.
4.1. Построение кинематических диаграмм методом графического интегрирования.
Исходные данные:
Строим график кинематической передаточной функции ускорения. По оси абсцисс откладываем рабочий угол раб. Вычисляем масштаб по оси :
= b / раб = 200 / (120*3.14 / 180) = 95.49 мм / рад
Методом графического интегрирования строим график кинематической передаточной функции скорости толкателя VqB(1).
Аналогично строим график зависимости перемещения толкателя от угла поворота кулачка SB(1) графическим интегрированием диаграммы VqB(1).
Вычисляем масштабы по осям координат построенных графиков:
t = 360*b*n1 / раб = (360*200*1600/60) / 120 = 16000 мм / c
S = ySmax / h = 94.6767 / 0.013 = 7282.82 мм / м
vqB = S*K/ = 7282.82*30 / 95.49 = 2288.04 мм / м*рад-1.
v=S*K/t = 7282.82*30 / 16000 = 13.66 мм / м*с-1
a= v*K/t = 13.66*30 / 16000 = 0.0256 мм / м*с-2
4.2. Определение основных размеров кулачкового механизма.
Основные размеры механизма определяем с помощью фазового портрета, который строим в декартовой системе координат в масштабе:
S = vqB = 7282.82 / 2 = 3641.41 мм / м.
Для построения фазового портрета по оси SB откладываем перемещение толкателя от начала координат. Значения снимаем с графика зависимости перемещения толкателя от угла поворота кулачка. От полученных точек откладываем отрезки кинематических передаточных функций перпендикулярно линии перемещения толкателя. Значения снимаем с графика кинематической передаточной функции скорости толкателя. В точкаx B2, B11 ограничиваем фазовый портрет лучами, которые проводим под заданными допустимыми углами давления (30°) к перпендикулярам, восстановленным в этих точках к векторам кинематических передаточных отношений.
4.3. Построение профиля кулачка.
Для построения профиля кулачка применяем метод обращения движения: всем звеньям механизма условно сообщаем угловую скорость, равную -. При этом кулачок остается неподвижным, а остальные звенья вращаются с угловой скоростью, равной по величине, но противоположной по направлению угловой скорости кулачка.
Принимаем масштаб построения S = 3641.41 мм/м. Строим окружность радиусом r0 = 153.9, который равен расстоянию от точки O1, точки пересечения лучей, до точек B0, B13 на фазовом портрете. Угол рабочего профиля кулачка (120°) разбиваем на 13 частей по 9,23°. Фиксируем точки пересечения лучей проведенных через 9,23° из точки O1 и окружности радиусом r0. Вдоль лучей от точек пересечения откладываем отрезки, соответствующие перемещениям толкателя в соответствующем масштабе. Соединяя полученные точки плавной кривой, получаем теоретический профиль кулачка.
Для получения рабочего профиля кулачка строим эквидистантный профиль, отстоящий от теоретического на величину радиуса ролика.
Для этого из концов отложенных отрезков перемещений проводим дуги окружностей радиусом ролика. Радиус ролика выбирают из ряда стандартных размеров и по соотношению Rp <= 0.4*r0. Назначаем радиус ролика Rp = 60. Рабочий профиль получается как огибающая к проведенным дугам окружностей. Затем строится график изменения угла давления. В каждом из 13-ти положений на фазовом портрете измеряется угол давления. График построен в масштабе 2 мм/град.