3.Проектирование кулачкового механизма

Исходные данные для проектирования кулачкового механизма.

Таблица 3.1

угол рабочего профиля кулачка		град	110
Ход толкателя в кулачковом приводе клапанов	h	м	0.0085
Максимально допустимый угол в кулачковом механизме		град	29
соотношение между ускорениями толкателя	a1/a2	--	3.1
Радиус ролика		м	0.01

3.1 Построение кинематических диаграмм методом графического интегрирования.

Так как исходная функция задана в виде графика, то решение получают при помощи графического метода. Для определения передаточной функции скорости толкателя интегрируют заданную функцию ускорения толкателя, затем интегрируют полученную функцию скорости и находят функцию перемещения толкателя.

Все три графика располагают один под другим на одинаковой базе по оси абсцисс; . Масштаб по оси вычисляют по формуле

.

Для нахождения размера x необходимо, чтобы площади под графиком над и под осью были равны.

Принимаем . Тогда .

График скорости толкателя получают методом графического интегрирования из графика ускорения толкателя. Для этого на продолжении оси графика ускорений с левой стороны выбирают отрезок интегрирования . После построения графика скорости строят график перемещений толкателя. Тогда на продолжении оси абсцисс графика скорости также откладывают отрезок интегрирования .

Связь между кинематическими параметрами толкателя, тангенциальным ускорением, скоростью движения и перемещением определяется соотношениями:

Va= и Sa=

В связи с тем, что исходные данные не позволяют непосредственно использовать эти зависимости, воспользуемся следующими:

a_qb= a^_b/

V_qb= V_b /

Масштаб перемещений:

Здесь - максимальная ордината на графике перемещений, мм.

Так как в задании не задано значение угловой скорости , то воспользуемся кинематическими передаточными функциями ускорения и скорости , для определения масштаба графика кинематической передаточной функции скорости толкателя:

и масштаба графика кинематической передаточной функции ускорения толкателя:

3.2 Определение основных размеров кулачкового механизма.

Основные размеры механизма определяют с помощью фазового портрета, представляющего собой зависимость. Для механизма с поступательно перемещающимся толкателем фазовый портрет строят в декартовой системе координат. По оси откладывают перемещение толкателя от начала координат в точке вдоль линии перемещения толкателя. Отрезки, соответствующие перемещениям толкателя, откладывают в масштабе

графика перемещений.

От полученных точек откладывают отрезки кинематических передаточных функций перпендикулярно линии перемещения толкателя.

Длины отрезков, изображающих кинематические передаточные функции скорости толкателя, вычисляют по формуле

Результаты расчета сведены в таблицу 5.2

град	0	11	22	33	44	55	66	77	88	99	110
SB мм	0	3.6	11.6	17.3	20.8	21.9	20.8	17.3	11.6	3.6	0
мм	0	24	22.9	15.3	7.7	0	-7.7	-15.3	-22.9	-24	0
Xvq мм	0	24	22.9	15.3	7.7	0	-7.7	-15.3	-22.9	-24	0

( )max=29 мм (при углах 13.4 и 96.6 град).

(X_vq)max= 29 мм

Строим график изменения угла давления.