книги из ГПНТБ / Тышкевич, В. А. Специальные главы теории механизмов и машин (синтез кулачковых механизмов) учебное пособие по теории механизмов и машин

г. Дан оценка величины нстерль;

ханнзме могут быть иополь-

еованы мгновенные

и средние

рь к отдельных

кинемати­

,. кл

и в целом' "В'ГОхйШЯЦ^ЭДр.и соответствующие им ме­

ческих парах Л;s,,r1 г

ханические коэффициенты полаямого действия» рйй§нье

*[ -= 1

- К Пт (68) .

К,

£4£THi>a при ёдаШ Йой

нагрузке

на толка-

т б л ь ,т .е .

при

*«сЩд1.!^при „псл ^ й .

Шъоиеи.1Щ :яредфиц11е '^ ^ В ю ™ Й | Ш < в а е т их

величину

а данном

полож$щи

механизма: и ноже*гсД у | Щ Р Р р 1й

потерь ьа трение,

определи­

м о м ' его

структурой и конструкцией, а,также ДДя'оценки надежности

иеханивма^рЭ*'?®

заклинивания. Кбеффициентн потерь

* механического

РУЛ9

|

|

( 69) черев отношение моментов сил-или

сил

а не

через

отношение их

работ, не может быть

количественно отражено

указанное

выше. свойство

инерционных нагрувок

- изменять реакции в

ки~ „

или движущих сид за цикл Дайжёнкя-меланизма,

— -

Расчет сил и моментов сил трения в кииТОйтлодских парах от реак­

ций, вызванных единичной .нагрузкой на толкатель

производится методом

FT^

, момент трения

во

вращательной

И ,^--

момент трения

качения

PJ*

11риводйтоя_{г'вал,у

кулачка,т .и,определяются величины

единичных

’привддеМ жмоментов

трения:

’

р с а

,

’

, . птг“-

„ с ц . Ус»

с*.

МТн1 -

г т

||v

Пр

&Q

п тр1 11 ш .

С71) i

1Tpj. = ^трт

МтоГ*

Мт7 .

« ™ ,

П ?к

механизме

-

* Пу , g Л ?

( V ' 4

М

из т

от единичной нагрузки в данном его положении

м пр

i V м "«>с|' ,

V и »‘ 1Р

i-гпгр

(7 3 ).

Мтр1 -

‘ * пГр +

г пТ|.

полный момент на

зялу-Ч

'Тр.1

Пр

(74)

и

определим

мгновенные фоаффмцивнты потерь

It'

Mrpi

б ,.т

---------

. пк.

.-■&"£ient-

!-1гм

1

(4H i

‘

'»»

и полезного, действия

^

я JgLK пт,

Л-ЗЬ) • Петний

коэффициент

Потерь на трение

при

gyasy*

расчитывается

по формуле

(77),

а средний механический к .и ,д ,

равен

t|

^

Кчтд'

S «R

{ *ЛВ) ,

Эти средние, ковффицивнти могут

служить д|н^ОДй{и_ потерь

на трение

в

Тихоходных

механизм ал

с постоянной busиней

нагрузкой

или,если

,-Pntfl а

i-o n s t

.

"

'

В случае,

когда необходимо

учитывать

влияние сия инерции

на

потери

,

'энергии вследствие трения или,

если

Fj,.

ф c o n s t , следует

средний коэф­

фициент чпотерь ва фазу

движения определять'

следующим образом:

o r - 4-

|,'’'M4 )№Kp0(T, d f - АЕй

.

ом,

■Рл

Ч’ч30

? *

где

fip «H

- работа

(полезного

за фазу дви­

внешних сил

сопротивления)

жения,

■м ср

К

1 те

и

г

М р Х

(бе>-,

пт* м ср*

ф; «

МСР

К»

ге

П Рп+

тр

4,

Динамические критерии

качества описывают

влияние

на закон

движения

толкателя

упругости

звеньев, -и,

в частности,отклонение действительной

o r

идеального может быть найдена решением дифференциальных уравнений

Движения звеньев

механизма,

отражающих, влияние перечисленных факторов,

. В результате такого ретения

определяется коэффициент динамичности [6 J

W ^

(6 2 ), где

^

максимальное

значение ускорения .

, -

Кп.л^-ггст-1--

VVlirv, -

з™

УУтан

•

токатоля с

учетом

упругости

звеньев,

W^a* - его

мвнеимальное ускоре­

кон движения толкателя пагрешиост*^1в^ИинШЩ'’ и деформации деталей

мехачизмч (отклонений форма и размеров.-звеньев от идеальных). Основной

погрешностью являетс%»!^&шание форма пррфидя ^Дачка от идеального,

вызванное неточно^^уЩ ^Й »^|^||^, %

етсй ошибке профиля могут быт!

приведены

'оси кулачка и элементов-

Йели приведенная ошибка профиля кулачка описана функцией отклоне­

ния радиуса ого кривизны от идВвльйого р —

= a /»

тогда

ошибки передаточных функций механизма будут равна:

J& w

АР

,ао\

n v

4*fi+ t$ sH :bp

(8 4 ),

COSOl

n w

и

(8 5 ),

где

СИ

-

угол

давления,

COS «А

й1р и д*р

-

первая

и вторая

прока водные функции

первичной ошибки

AJ> * f ( f

)•

'

Точность механизма может быть оценена коэффициентами ошибки

(8 7 )’

K w a = - р -

(8 в ) .

'

б .

Критерий

прочности,

скорости

изнашивания, долговечности

и

надежности относятся к числу главных,

во многом определяющих совершен­

ство механизма. Они применяются при выборе закона движения толкателя

л оценке конструктивных элементов механизма -

радиусов

основной

окруж­

ности кулачка и ролика, размеров и расположения направляющей толкателя

относительно

оси кулачка, параметров пружины и т .д .

а.

Критериями контактной прочности

высшей

пары являются:

1) коэффициент удельного давления

1 5 ]

или, что тоже самое, относи­

тельная приведенная Кривизна сопряженных профилей

К Кр (см.формулу 2 1 },

2) коэффициент контактных напряжений

K g

ш \/кр< К

Кир

(8 9 ).

По. формуле (26) контактное напряжение

райнб,

’

п , Уе.

”

или

^ а 0'* ,а 1% Г € "р V M * *кр * т <5 * ^

V

^ «

(9 0 )}

а параметр

rntf

входят вое

воличиныt не связанные с

бакеном движений толкателя и конст­

рукцией механизма,

f

б . Скорость изнашивания Профилей высшей пар.., воли толкатель не

ааканчиваетоя роликом, зависят от

величины нормального Давления между

кой

при

u <

o ,s .

;

б . ОкоромысАовых

механизмах

и механизмах со смещенным толкателем .

радиус

кривизны увеличивается

при

таком

смещении (.деаакоиаяе), при

котором

угол

между

векторами

абсолютных

скоростей

парных ( сопряженных)

$очек будет тупда.

• •

4 . Выбор формы графика

по

характеристике

пружины.

' ’ г

ч

Меньшов значение максимального усилия ожатия -пружины , РПр °х дают

ваконы движения, у которых максимум отрицательного

ускорения смещен

к

концу фавы.

•

5 .

Выбор формы графика

по

величине

момента сил на.валу кулачка.

.

а. Если внешняя

нагрузка

на толкатель

п о с т о я т

и силы инерции малы,

То

минимальную величину

№g t

дают законы, имеющие наименьшую«величи­

ну

бпщ * * Здесь

справедливы

еамечания,

относящиеся г

уменьшению

вели­

чины максимальной

скорости.

..

б . Если аила,

действующая на ведомое звено, пропорциональна

переме­

щению ведомого эвена и будет возрастающей, тогда для уменьшения

следует

применять

несимметричные тахограммы ( Z u < l

-

С>,

Из

законов

движения с

симметричными

тэхограммами

наиболее

выгод­

ными

оказываются, законы движения о малыми значениями

6 'п, ах

,

в .

Воли внешняя

нагрузка на толкатель

мала и преобладают силы инер­

ции, тогда хорошие результаты дают

законы движения о двухучастковыми

Симметричными тахограммами, при которых центр тяжести площади графика

ускорений на участке разбега смещен к началу фазы движения.

6 . Выбор формы графика по величине

угла дааяенйя.

При проектировании

механизма необходимо

стремиться к уменьшению

угла давления. Коли

зто

невозможно сделать

8

а очет выбора радиуса о с ­

новной окружности и

дезаксиала, тогда для уменьшения

<х необходимо

уменьшить ковффицивит максимальной скорости

б т а х

,

и вадней бабки.

,

Процесс шлифования или фрезерования рабочей поверхности кулачкой

заключается в том .что делительную головку

вместе о заготовками и шли­

фовальным кругом (фрезой) устанавливают в

начальное положение и шлифу­

ют путем перемещения шлифовального круга вдоль оси ^правки с заготов­

ками; затем поворачивают заготовки, на новое сеченивф.устанавливают

шлифовальный круг

на величину радиуса-вектора и производят шлифование

8 атом сечении.

.

.

■V

_

7 . Ручная доводка по таблице обработки.

Сущность метода заключается в измерении параметров

f t и ^ (р а д и у е -в ек -

тораопорцой точки

профиля) к удалении вручную! в специальном

приепо-

л

соблении металла с рабочей поверхности кулачка до окончательного раз­

мера в каждом сечении соглаоно таблице обработки.

8 . Ставки ю программным управлением могут

также применяться

и в м ел ке-.!!

Таблица 6 . /Методы и достигаемая точность

обработки

кулачков.

«

А. Законы движения и точность.

-Г £ -Т —

------------:------------------------------------------------------------

1ТгёТ^ а Л Т б Ч Ш 'Т Г "

1

I

Полидинвмические,синусоидальный,трапеце-J

. *

I

идальный, закон Щуна а . им подобные

1

3

2

!

Законн о "мягкими "ударами ( косинуооидАльт

•'

ный, постоянного ускорения)

I

4

Законы с "жесткими"

ударами

!

5

>. ..

.

. 1

• ——

-■вт’--I --I 11 Ml11вimmiflT—

- —чгуг-’- миии

№'

!

Методы обработку

1

,

IОборудование Щ ерохова-

Д ости гав- I

! .

I

Се

1

! тооть

!ыая точное* >>

!

^

■.

!

В Ш

!

!

!иаготовлв-|

до

t

!ния профи-

!

"

1

|

Jей.^дасе)

1

илампой»

|

40

Эксцентрико­

'

Кинематический

вый' пресе

Д 4-

Д 6

6 - 7

ж

80

■

метод

Специальный

а)фрезерование

Фрееирный

6 4-

Д б

5 - 7

б)

;!■'>> .

отанок

шлифование

Специальный

шлифовальный

А 7-

Д8

8 - 4

3

V

станок

,'4еханичусное

копирование

150

■■

а)

фрезерование г

.

•г';

Копировально

Д 5-

А7

4 - 5

.А *•

;•

фререрннй

6}

шлифование

:

станок

Станок

4

Долбление

80

авк-ео

А 7-

А9

3 - 4

Еубодолбеяс­

Д 5-

ДО

4 - е

5

Фрезерование по

ный отанок

100

1

таблицам обработки

Вертикально

фроверный

или горчаон

ь

тально-фре-

> а-

8 - 4 v

•2>

'*•'

:-у

верный

1

б

Шлифование по

таблицам обработки

10О

Токарный

отанок с оп­

Д 8-

Д10

1 - 2

тической де-

лительной

7

Ручная доводка

головкой

Оптическая

по таблицам

150

. :

делительная

А 8-

Д10

1 - 2

обработки

головка

4 .

РАСЧЕТНЫЕ СХЕМЫ КУЛАЧКОВЫХ МЕХАНИЗМОВ, ОБОЗНАЧЕНИЯ

ПАРАМЕТРОВ й РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИХ ОПРЕДЕЛЕНИЮ.

На фиг.5*9 изображены расчетные схемы

•^

плоойнд^ кулачковых меха­

низмов двух

типов:

'

->

1} с вращающимся кулачком (

индекс В,

ф и г .3 7 б й ',8 ),

2) о

поступательно-движущимСя кулачком (и н д ек с^ , фиг.9 ) .

К типу П можно

отнести и пространственные механивмы е цилиндрическим

кулачком (индекс В пр .ф н г,10,11),

раззертка

которого явйяЗ*%й*1йвлогом

кулачка, движущегося поступательно со скоростью

и5ь ЙСр

.

Каждый тип делится по характеру движения толкателя на два вида-

Ь толкателем-ползуном

(индекс П,фиг.5 ,6 ,1 0 )

или коромыслом (индекс Н,

фиг,7 ,8 ,9 , И ) ,

а вид,

в свою

очередь, на две

группы по форме

влвментж

Высшей пары толкателя:

1) острие,

ролик (индексы

0 , Р ) , 2) плозкость, /

^

Плоская "тарелка ( индекс П ).

Наконец,, при расчете

величин» скорости и ускорения толкателя ..

ври известных передаточных.функциях механизма или,наоборот, при опреде­

лении передаточных функций механизма по известному закону движения ку­

лачка и заданному закону изменения ускорения толкателя .возможны два

Кинематических

варианта: 1) кулачок движется

равномерно т .е .

(индекс е. ) ,

2)

VK Ф-

c o n s t

* *

( индекс. I ) .

Указание

классификационных

признаков

в виде шифра, составленно**, f

го из их индексов, однозначно определяет кинематическую схему механяз-

’

ма. Например, механизм ШР имеет вращающийся кулачок и поетупательно-

движущнйся толкатель о роликом. Эти признаки одновременно определяют

и различия в формулах для расчета метрических параметров и качествен­

ных показателей механизма, •

Названия и краткие определения параметров механизма,

их буквен­

заны в первой колонке таблицы.

_

'

Для других вариантов кинематической схемы механизма обозначения пара­

метров и уже присвоенные им номере сохраняются.

В первой колонке номе­

ра ранее названных параметров повторяются только

в том случае, вели /

формулы для расчета этих параметров для данного

варианта механизма от ­

дыдущей части

таблицы, получают очередные номера и .отделяются от.у*& J f :

описанных разделителем "Н”,

-

-

Позтому

при проектировании

механизма

необходимо вначале внима-