Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
teria_mehanizmov_mashin.pdf
Скачиваний:
284
Добавлен:
28.05.2015
Размер:
4.34 Mб
Скачать

S¢¢

 

 

16h

æ

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

ö

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S¢¢

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8h

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

ç

1 -

 

 

 

 

j ÷

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= a

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j

 

ç

 

 

 

 

 

j n

 

 

 

÷

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

max

 

 

 

 

 

 

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

è

 

 

 

 

 

 

 

 

ø

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2h

 

é

 

 

 

 

j

 

 

 

 

æ

 

 

j

 

ö

2

 

 

 

ù

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2h

 

S¢ =

 

ê

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ú

 

 

 

S¢

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

- 8ç

 

 

 

 

 

 

÷

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= b

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- 1 ,

 

 

 

 

 

n

 

.

 

 

 

j n

ê

 

 

 

j n

 

 

 

 

ç

 

 

 

 

 

 

÷

 

 

 

 

 

 

 

ú

 

 

 

 

 

max

 

 

 

 

j n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

è

 

j n ø

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ë

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

û

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

é

1

 

 

 

 

 

 

 

j

 

 

 

 

 

 

 

æ

 

 

j

ö 2

 

 

16

æ

j

 

ö

3 ù

 

 

 

 

 

 

 

S = hê

 

 

- 2

 

 

 

 

 

+ 8ç

 

 

 

 

 

 

 

 

÷

 

-

 

 

 

ç

 

 

 

÷

 

ú .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ê 6

 

 

 

 

 

 

 

j

n

 

 

 

 

 

ç

 

j n

÷

 

 

 

 

3

ç

j

 

÷

 

ú

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

è

 

ø

 

 

 

 

è

n ø

 

 

 

 

 

 

 

 

3 j

 

ë

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

û

 

 

 

 

 

 

 

n £

j

 

£

 

 

j n ,

 

 

j

=

 

 

 

 

 

 

 

j n (i =

9,10,11,12).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

4

 

 

 

32h

æ

 

 

j

 

 

 

 

ö

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S¢¢

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

ç

 

 

 

 

 

-

1÷

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ç

 

j n

 

 

 

 

÷ .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j n

 

è

 

 

 

 

 

ø

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16h

é

 

 

 

 

 

 

 

 

j

 

 

 

 

 

æ

 

 

j

ö

2 ù

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S¢ =

 

 

 

 

 

 

ê 1 - 2

 

 

 

 

 

+

ç

 

 

 

 

 

 

 

÷

 

 

ú

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j n

 

ê

 

 

 

 

 

 

 

j n

 

 

ç

 

j

 

 

 

÷

 

ú

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

è

 

 

 

 

n ø

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ë

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

û

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

é

 

 

13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

æ

 

 

j

ö

2

 

 

16

æ

j

ö

3 ù

 

 

S = hê

-

 

 

 

 

 

 

- + 16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

16ç

 

 

 

 

÷

 

+

 

 

 

 

ç

 

 

÷

 

ú .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ê

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j n

 

 

 

 

 

 

ç

j

÷

 

 

 

3

 

ç

j

÷

 

ú

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

è

n ø

 

 

 

 

è

n ø

 

 

 

 

 

ë

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

û

 

 

7.2.2 Определение основных размеров кулачка

Основные размеры кулачковых механизмов определяют по заданным

максимальным значениям углов давления на фазе

подъема - α доп и фазе

опускания - a *доп (в курсовых проектах a доп =

a *доп ). С этой целью

используют функцию S = S (S), называемой характеристикой угла давления.

Центральный кулачковый механизм с поступательно движущимся толкателем

Диаграмма зависимости величины перемещения толкателя в функции от аналога скорости S = S (S) построена на рисунке 7.11, начало координат диаграммы совпадает с начальным положением центра ролика (точка А0).

Через точки А6 и А19 функции S = S (S), соответствующим

экстремальным значениям аналога скорости на фазе подъема

S′max = bn

и

опускания S′max = b0 проводим касательную τ

под углом α доп

к оси S

на

фазе подъема и касательную t * под углом a *доп на фазе опускания.

 

Из рисунка 7.11 видно: на фазе подъема

 

 

 

 

 

tg a доп =

S′max

=

 

bn

,

 

 

S0 + S

S0 + h 2

 

 

 

 

 

 

 

откуда S0 =

 

bn

h

.

 

 

 

 

 

 

tg α доп

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На фазе опускания

 

 

 

Smax

 

 

bn

 

 

 

 

 

tg α

*

 

 

 

 

 

 

 

 

доп =

 

=

 

 

 

,

 

 

 

+ h 2

 

 

bn

 

 

 

 

S*0 + S S*0

 

откуда S*0 =

 

 

h

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tg α *доп

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Центр вращения кулачка может находиться только в заштрихованной

зоне, тогда угол давления α

 

в любом положении механизма будет меньше

α доп .

За минимальный радиус начальной шайбы следует принимать максимальное значение S0 или S*0

т.е.

r

=

 

S*

 

 

,

 

 

 

0

 

 

0

 

max

 

 

 

 

 

 

 

тогда ось вращения кулачка будет в точке О*, текущее значение угла давления

 

 

tg α

=

S

 

,

 

 

 

 

 

r +

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

(S′ - на фазе опускания принимает отрицательное значение).

Текущее значение угла передачи

 

 

 

S

 

γ = 900

 

α

 

=

900

arctg

.

 

 

 

 

r + S

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

Рисунок 7.11

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 7.12

 

 

 

 

Кулачковый механизм с роликовым толкателем

 

 

На рисунке 7.12 имеем диаграмму S = S (S).

и τ *

под углами α доп

 

Из точек А6 и А19 проводим касательные

τ

и

α *доп к оси S.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

е от

оси S проводим

На расстоянии

заданного

эксцентриситета

вертикальную прямую. Она пересекает прямую

τ

в точке О, прямую τ *

в

точке O1* .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На фазе подъема радиус начальной шайбы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r =

S2 + e2

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

0

 

 

 

 

 

где S0 =

bn

h

 

e

 

=

bn e

h

.

 

 

 

 

tg α доп

2

 

tg α

 

tg α доп

2

 

 

 

 

 

 

 

 

доп

 

 

 

 

 

 

На фазе опускания

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r* =

S

*2

+ e2 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

0

 

 

где S*0

=

 

bn

 

 

-

h

+

e

 

=

 

 

bn

 

+ e

-

h

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tg a *доп

2

tg a

*доп

tg a *доп

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поскольку центр вращения должен находиться только в заштрихованной зоне, то для определения радиуса начальной шайбы следует

принять максимальное значение

S0 max.

В данном случае S*0 = S0 max , тогда

центр вращения кулачка будет в точке

O1* .

 

 

 

Радиус начальной шайбы

 

 

 

 

 

 

 

 

r =

 

S2

 

+

e2

.

0

 

 

0 max

 

 

 

 

Текущее значение угла давления на фазе подъема

tg a

=

S′ − e

 

.

S0 max +

S

(S′ - на фазе опускания принимает отрицательные значения). Текущее значение угла передачи

g = 900 - a .

Кулачковый механизм с роликовым коромыслом

На рисунке 7.13 имеем диаграмму S = S (S). Допускаемые углы

давления α доп и a *доп , как правило, незначительно отличаются

от

углов давления, соответствующих экстремальным значениям S′max = bn

и

S′max = b0 .

Поэтому для определения положения центра О1 вращения кулачка

следует через точки А6 и А19 провести лучи под углами g доп = 900 -

a доп и

g *доп = 900 - a *доп .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Отрезок

r0 =

 

 

 

 

 

-

представляет

собой

минимальный

радиус

O1A0

начальной шайбы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Отрезок

0 =

 

 

2

- наименьшее расстояние между осями О1 и О2

O1O

вращения кулачка и коромысла.

 

 

 

 

 

 

 

 

Из рисунка 7.13 выразим допускаемые углы давления на фазе подъема

и опускания

 

 

 

 

 

 

 

( 2

+ bn ) - 0 × cos(y под +

y

0 )

 

 

 

 

tg a доп =

 

,

 

 

 

 

 

0 × sin(y под +

y 0 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

 

é

0 × cos(y оп +

y

0 ) -

( 2

+ b0 )ù

 

 

 

tg a доп = - ê

 

 

 

 

 

 

ú ,

 

 

 

0 × sin(y оп +

y

0 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ë

û

 

y под

где и y оп - угловые перемещения коромысла, соответствующие экстремальным значениям аналогов скоростей bn и b0. При симметричных

законах движения y под =

y оп = y max 2;

 

 

 

 

 

y 0

- начальный угол положения коромысла.

 

 

 

Решим уравнения относительной y 0 , получим

 

 

 

y

0 = arctg

A × cos(y оп -

a *доп ) -

B × cos(y под -

a доп )

,

A

× sin(y оп -

a *доп ) -

B × sin(y под -

a доп )

 

 

 

 

 

где A =

( 2 +

 

bn ) × cos a доп ;

 

 

 

 

 

 

B =

( 2 +

 

b0 ) × cos a *доп ;

 

 

 

 

 

 

y под = y

оп =

 

ψ max

.

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( 2 +

0 )

 

 

 

 

0 =

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

[ctg(y

0 + y под ) +

tg a

доп ] × sin(y 0 + y

под )

 

Минимальный радиус начальной шайбы кулачка - r0 из треугольника О1О2А0 по теореме косинусов

 

 

r

0

=

 

2 +

2

- 2

0

 

2

cos y

0

.

 

Угол давления

 

 

 

0

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( 2 +

S′′) 0 cos(ψ

+ ψ 0 )

 

 

 

 

tg a

=

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 sin(y

+ y 0 )

 

 

где y =

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

900 -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Угол передачи g =

 

a

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кулачковый механизм с плоским толкателем

 

Величину начального радиуса кулачка – r

можно получить, строя

диаграмму S = S (S) (рисунок 7.14).

 

 

 

 

 

 

 

 

Под углом 450 к координатным осям проводим прямую так, чтобы она касалась графика S = S (S) в области отрицательных значений.

Отрезок А0О1– на отрицательном направлении оси ординат определяет собой минимальный радиус начальной шайбы – rmin.

rmin = - Smaxi - Si = - (Smaxi + Si ) ,

где Si – перемещение толкателя, соответствующее максимальному отрицательному значению аналога ускорения.

Радиус начальной шайбы кулачка – r принимаем на 25% больше rmin

r0 = 1,25[- (Smaxi + Si )],

Рисунок 7.13

Рисунок 7.14

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]