Лабораторная работа №06 Построение профиля кулачка.

Цель работы:

1. Ознакомить с методами проектирования кулачковых механизмов;

2. Овладеть практическими приемами по построению профиля кулачка.

Продолжительность работы: – 2 часа.

Оборудование, аппаратура, инструмент:

Для выполнения работы используются:

1) Прибор для построения профиля кулачка.

2) Микрокалькулятор.

3) Чертежные принадлежности: карандаши, циркуль, лекало.

Теоретические сведения.

Для проектирования профиля кулачка кулачкового механизма (КМ) необходимо: выбрать кинематическую схему механизма, основные размеры механизма, закон движения ведомого звена.

Выбор кинематической схемы механизма определяется условиями технологического процесса движения ведомого звена, а также конструктивными соображениями. В данной лабораторной работе используются три кинематические схемы КМ с ведущими вращающими кулачками (рис.5.1), схема А – с вращающимся толкателем, схема Б – с поступательно движущимся толкателем с роликом, схема В – с поступательно движущимся плоским толкателем.

Основные параметры КМ (см. рис.1): φ - текущий угол поворота кулачка;r - текущий радиус-вектор профиля кулачка; r_min и r₀ минимальный радиус профиля кулачка соответственно центрового (ЦПК) и конструктивного(КПК); ₀ и S₀ –координата нижнего положения толкателя; и s - текущая координата толкателя; Ψ_B и S_B – перемещение толкателя; L - длина толкателя; а_к - межосевое расстояние; e – эксцентриситет; h и θ - ход толкателя.

Основные размеры звеньев КМ выбирают из условия обеспечения наименьших габаритов механизма при работе его без заклинивания и с достаточно высоким значением КПД. Выбор конструктивных размеров звеньев КМ увязывается также с прочностью, жесткостью, износостойкостью, надежностью работы механизма. В данной лабораторной работе основные размеры КМ, необходимые для профилирования кулачка, заданы таблично.

С помощью КМ теоретически можно осуществлять любой закон движения. Чаще на практике используются те КМ, которые обеспечивают более простую технологию изготовления профиля кулачка и минимальные динамические нагрузки в механизме. Закон движения ведомого звена КМ разделяется на четыре характерных фазы (см. рис. 2) : 1)фаза подъема толка - теля, которой соответствует поворот кулачка на угол φ_n (время подъема T_n ); 2) фаза верхнего выстоя толкателя -φ_ВВ (Т_ВВ); 3)фаза опускания толкателя – φ_о (Т_о); 4)фаза нижнего выстоя толкателя – φ_НВ (Т_НВ); φ_раб – полный (рабочий) угол поворота кулочка.

При проектировании КМ обычно задаются законом ускорений толка - теля. По заданным ускорениям и начальным условиям определяют скорос - ти и закон движения ведомого звена. Законом ускорения толкателя задаются в графической или аналитической форме.

Например, рассмотрим в аналитической форме синусоидальный закон ускорений для фазы подъема вращающегося толкателя КМ:

 = _мsin(2πt/Tn),

где _м - максимальное значение углового ускорения.

Интегрируя ускорение, получим угловую скорость толкателя

ω_Т = - _м(Т_n/2π)cos(2πt/T_n) + C₁,

и его угловое перемещение

Ψ = - _м(Т_n/2π)²sin(2πt/T_n) + tC₁ + C₂