Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Теория механизмов и машин

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
29.11.2025
Размер:
2.49 Mб
Скачать

3.5. Обработка результатов расчетов

По результатам компьютерных расчетов на листе 2 (рис. 3.1) построены следующие графики:

1. Реакции F21 1 и F23 1 , действующие на звено 2

Масштабный коэффициент углов

 

 

2

 

2

0,03 рад/мм.

1

13

209

 

 

 

Масштабный коэффициент реакций F определяем из условия

F

F23 max

 

136935

1300

H

.

yF

105,3

мм

 

 

 

 

 

23 max

 

 

 

 

 

Определяем ординаты графиков F21 1 и F23 1

yF

21

 

F21

,

yF

23

 

F23

.

 

 

 

 

 

F

 

 

 

 

F

 

 

 

 

 

 

 

 

 

yF21 max 1314471300 101,1 мм.

Для положения 12

 

 

yF

12

 

52023

40 мм,

yF

12

 

 

56928

43,8 мм.

 

 

21

 

1300

 

 

 

 

 

 

23

 

1300

 

 

 

 

Значения ординат yF21 и

yF23

для всех положений механизма

приведены в табл. 3.5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№ пол.

yF

21

, мм

 

yF

23

, мм

 

yF

30

, мм

 

rF

, мм

F

, град

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

10

 

1

14,5

 

 

10,3

 

50,5

 

 

 

37,7

 

 

2,4

 

2

 

12

 

 

 

8,7

 

 

71

 

 

 

31,2

 

 

1,7

 

.

 

.

 

 

 

 

 

.

 

 

 

.

 

 

 

 

 

.

 

 

.

 

.

 

.

 

 

 

 

 

.

 

 

 

.

 

 

 

 

 

.

 

 

.

 

13

101,1

 

 

105,3

 

–38,9

 

 

 

 

263

 

175,8

40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

41

Рис. 3.1

2. Реакция F30 SB в направляющих ползуна

Приняв масштабный коэффициент из условия

F

F30 max

 

9167

100

H

,

yF

91,7

мм

 

 

 

 

 

30 max

 

 

 

 

 

вычисляем ординаты графика yF

 

F30

.

 

 

 

 

 

 

 

30

 

 

 

 

Например, для положения 12

 

F

 

 

 

 

 

 

 

yF

30 12

 

F30

 

9167 91,7 мм.

 

 

 

 

 

 

 

F

100

 

 

 

Значения ординат yF

для всех положений механизма приведе-

 

30

 

 

 

 

 

 

 

 

ны в табл. 3.5.

 

 

 

 

 

 

 

м

 

Масштабный коэффициент перемещений S 0,03

(прини-

мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мается таким же, как при построении графика кинематических характеристик на листе 1).

3. Годограф реакции F10 F10

Годограф представляет собой геометрическое место концов векторов F10 , отложенных из общего полюса под углами F10 к оси X

в направлении против часовой стрелки.

Для построения годографа принимаем масштабный коэффициент реакции из условия

F

F10 max

 

131503

500

H

rF10 max

263

мм

 

 

 

и определяем длины векторов

 

 

 

 

 

 

 

r

 

 

F10

.

 

 

 

 

 

 

 

 

F

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

F

 

 

42

 

 

 

 

 

 

 

Например, для положения 12

r

 

 

F10

 

51945

103,9мм .

 

F

 

F10

12

 

 

500

 

Результаты вычислений rF10 для всех положений механизма

представлены в табл. 3.5.

Сопоставление результатов расчетов для положения 12 приведено в табл. 3.6.

 

 

 

Таблица 3.6

 

 

 

 

Параметр

Ед.

Графический метод

Аналитический метод

изм.

(на компьютере)

 

 

 

 

VВ

м/с

1,18

–1,181

VS 2

м/с

1,45

1,487

2

рад/с

4,13

–4,109

aВ

м/с2

30,75

30,685

aS2

м/с2

29

28,974

 

2

27,3

27,39

м/с

xS2

 

2

9,6

–9,57

м/с

yS2

2

рад/с2

36,84

–36,86

F10

Н

52000

51945

F21

Н

52100

52023

F23

Н

56900

56928

F30

Н

9200

9167

MУ

Н·м

705,65

722,98

Примерное расположение графических построений приведено на рис. 3.1.

43

3.6. Выводы

Из анализа выполненного исследования следует:

1. Реакции F10 , F21 и F23 имеют максимальные значения в положении 13.

2.Реакция F30 имеет максимальное значение в положении 12.

3.В течение всего цикла установившегося движения уравновешивающий момент имеет постоянную величину МУ 723Н м , сов-

падающую со значением приведенного момента движущих сил МПД , полученным при исследовании динамики машины (раздел 2).

4.ПРОЕКТИРОВАНИЕ КУЛАЧКОВОГО МЕХАНИЗМА

4.1.Задачи проектирования и исходные данные

Задачами проектирования кулачкового механизма являются:

1)определение основных размеров из условия ограничения угла давления (для механизма с роликовым толкателем) или из условия выпуклости профиля кулачка (при тарельчатом толкателе);

2)определение профиля кулачка, обеспечивающего заданный закон движения толкателя.

В рассматриваемом курсовом проекте требуется спроектировать кулачковый механизм с роликовым поступательно движущимся толкателем (рис 4.1) по исходным данным, приведенным в табл. 4.1.

3

2

1

е

Рис. 4.1

44

 

 

 

Таблица 4.1

 

 

 

 

 

Параметры

Значения

1

Ход

толкателя кулачкового меха-

0,1

 

низма h , м

 

 

2

Фазовые углы поворота кулачка:

 

 

– удаления У , град

70

 

– дальнего стояния ДС , град

180

 

– возвращения В , град

70

3

Максимально допустимый угол дав-

 

 

ления

в кулачковом механизме

30

 

доп , град

 

4

Смещение толкателя е , м

0

5

Законы движения толкателя:

закон постоянного ускоре-

 

– при удалении

 

ния (симметричный)

 

 

 

 

– при возвращении

закон постоянного ускоре-

 

ния (симметричный)

 

 

 

4.2. Определение кинематических характеристик

Переведем значения фазовых углов в радианную меру:

У 70 1,2217 рад; 180

ДС 180 3,14 рад; 180

В 70 1,2217 рад. 180

Перемещение S Т толкателя, аналог скорости S Т/ и аналог уско-

рения S Т// определяются по формулам, приведенным в табл. 4.7 пособия [4], для заданных законов движения толкателя.

45

В пояснительной записке следует привести расчет для двух контрольных положений, задаваемых руководителем проекта. Например.

Положение i 8 (фаза удаления):

 

 

 

 

 

 

k i 1

 

 

8 1 0,583.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

12

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У1

 

 

У

 

 

 

1,2217

0,6109 рад.

 

1 а1 / а

2

1 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k У1

У1

 

0,6109

0,5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У

1,2217

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Так как k8 > kУ1 , то

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 k8

 

2

 

 

 

 

 

 

1

0,583

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S Т8 h 1

 

1 k

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1 0,5

 

 

 

 

1

 

0,1

 

 

 

0,0653м.

 

 

 

 

 

У

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/

 

 

 

2 1 k8

h

 

2 1 0,583 0,1

 

 

 

S Т8

 

 

 

 

 

 

 

 

0,1364м.

1 kУ1 У

 

 

1 0,5 1,2217

//

 

 

 

 

 

2 h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 0,1

 

 

 

S Т8

 

 

 

 

 

0,2680м.

 

kУ1 1 2У

0,5 1 1,22172

Кинематические характеристики получены для фазового угла

8 i 1

У

8

1

1,2217

0,7127 рад.

12

12

 

 

 

 

Положение i 21 (фаза возвращения):

46

k 21 26 i

26 21

0, 417 .

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

В1

 

 

 

В

 

 

 

 

 

1,2217

0,6109рад.

1 а1 / а2

 

1 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k В1

 

 

 

В1

 

 

0,6109

0,5.

 

 

 

 

 

В

 

1,2217

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Так как k21 < kВ1 , то

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SТ21 h

k

212

 

 

0,1

0,417 2

 

0,0347м.

k

В1

0,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/

 

2 k21

h

 

 

 

 

 

2

0,417 0,1

 

S Т21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,1365м.

k В1

 

В

 

0,5 1,2217

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S Т//21

 

 

 

2h

 

 

 

 

 

 

 

 

2 0,1

 

 

 

0,268м.

 

k В1 2В

 

0,5 1,22172

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кинематические характеристики получены для фазового угла

21 У ДС i 14

В

У ДС 21 14

В

 

12

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,2217 3,14

21 14 1,2217

5,0744 рад.

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

Максимальные значения:

 

 

 

 

 

 

S У//max

2h

 

 

 

 

2 0,1

 

0,2680м.

 

 

 

 

 

0,6109 1,2217

 

 

 

У1 У

 

 

 

47

 

S У/ max

 

 

2h

 

 

 

 

2 0,1

0,1637 м.

 

 

У

1,2217

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S В//max

 

 

2h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

0,1

0,2680м.

В1

В

 

0,6109

1,2217

 

 

 

 

 

 

 

S /B

 

 

 

 

 

2h

 

 

 

 

2 0,1

0,1637м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

 

 

1,2217

 

 

 

 

max

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.3. Определение основных размеров (аналитический метод)

Впояснительной записке необходимо привести расчетную схему

ивыполнить определение основных размеров механизма в соответствии с п. 3.1.1.2 пособия [4].

При заданной величине эксцентриситета е 0 используются

формулы:

 

 

S

/

 

k e

 

 

 

 

 

S B/

max k e

 

 

 

 

 

 

S 0У

 

 

Уmax

 

S A ;

 

S 0B

 

 

 

 

S B ,

 

 

 

 

 

 

 

tg доп

 

 

tg доп

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где k 1, так как кулачок вращается против часовой стрелки;

 

 

S

и S

В

– перемещениятолкателяпри S /

S /

и S/

 

 

S/

 

max .

 

 

А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т

Уmax

Т

 

 

В

 

 

Вслучаесимметричныхзаконов SА SB 0,5h 0,5 0,1 0,05м.

 

 

 

 

 

 

 

S У

 

0,1637 0

0,05 0,2335 м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

tg30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S В

 

0,1637 0

0,05 0,2335 м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

tg30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S 0 max S 0У, S 0В 0,2335м.

48

Минимальный радиус-вектор центрового профиля кулачка

r0

S 02 e 2

 

0, 2335 2 0 0,2335м.

4.4.Определение полярных координат центрового профиля кулачка

Полярные координаты ri , i точек центрового профиля кулач-

ка, обеспечивающего заданный закон движения толкателя SТ ,

определяются по формулам, приведенным в п. 3.1.1.2 пособия [4]. В пояснительной записке следует привести расчетную схему и расчет для двух контрольных положений.

Радиус-вектор профиля

ri

S 0 S Т i 2 e 2 ,

где S 0

r02 e 2 .

Полярный угол

i i k i ,

где k 1 (в зависимости от направления вращения кулачка).

i arctg

S 0 S T i

arctg

S 0

.

e

e

 

 

 

Если е 0 , то i 0 и i i . Положение 8:

S 0 0,23352 0 0,2335м,

49