Lash_r7

Частным случаем винтовой передачи является червячное зацепление, при котором оси скрещиваются под прямым углом (рис. 2.40). Обычно червяк делают стальным, а венец колеса бронзовым.

Контрольные вопросы

1.Какие передачи применяются для передачи движения между валами, оси которых параллельны?

2.Какие передачи применяются для передачи движения между валами, оси которых пересекаются?

3.Какие передачи применяются для передачи движения между валами, оси которых перекрещиваются?

4.Какие передачи работают на принципе зацепления?

5.Какие передачи работают на принципе трения?

6.Какой параметр может быть положительным, отрицательным или равным нулю?

7.У какой передачи передаточное отношение отрицательное?

8.У какой передачи передаточное отношение положительное?

9.У какой передачи передаточное отношение равно нулю?

10.У какой передачи передаточное отношение равно бесконечности?

11.Чему равно (по модулю) передаточное отношение зубчатой пары, если угловая скорость ведущего колеса равна 1000 об/мин., а угловая скорость ведомого – 500 об/мин.?

50

Лекция 8. Кулачковые механизмы

Кулачок – профильное звено, геометрия которого определяет закон перемещения исполнительного звена, именуемого толкателем. Кулачок с толкателем составляют высшую кинематическую пару. В связи с этим исключается возможность передачи больших усилий, поэтому, несмотря на простоту, кулачковые механизмы применяются как вспомогательные (механизмы зажимов, переключателей, распредвалов, насосов и др.). Работа кулачкового механизма должна быть согласована с работой основного механизма машины, то есть в качестве исходных данных для проектирования кулачковых механизмов служит циклограмма работы соответствующего основного механизма.

На рис. 2.41 представлены кулачковые механизмы с поступательно движущимся остроконечным толкателем, с коромысловым остроконечным толкателем и с тарельчатым толкателем.

Р и с. 2.41. Разновидности толкателей: a) остроконечный;

б) коромысловый; в) тарельчатый (плоский)

Остроконечные толкатели более точно передают заданный закон движения, но имеют повышенный износ. Поэтому в большинстве случаев их заменяют роликовыми толкателями. Тарельчатый толкатель обеспечивает нулевое значение угла давления, т.е. совпадение направления силы и перемещения толкателя, но профиль кулачка в этом случае должен быть выпуклым.

Исходные данные для проектирования кулачкового механизма:

1.Максимальное перемещение толкателя.

2.Фазовые углы профиля кулачка (рис. 2.42) у – угол удаления; дс –

угол дальнего стояния; в – угол возвращения; бс – угол ближнего стояния.

51

В частных случаях углы ближнего или дальнего стояния могут быть равны нулю. Углы удаления, дальнего стояния и возвращения в сумме со-

у

дс

к

бс

в

Ри с. 2.42. Основные параметры кулачка

3.Закон движения толкателя. Если для технологической операции закон движения кулачкового механизма непринципиален, то на фазе удаления

ивозвращения следует выбирать законы без жестких и мягких ударов. Жесткий удар возникает в случае, когда скорость толкателя мгновенно достигает конечной величины. При этом теоретически ускорение будет бесконечным. Следовательно, сила инерции толкателя также будет бесконечной.

Мягкий удар возникает в случае, когда ускорение толкателя мгновенно достигает конечной величины. При этом возникает сила инерции, но ее значение не настолько велико, чтобы привести к поломке механизма. В соответствии с вышесказанным закон движения толкателя обязательно проверяется на плавность ускорения. Поставленная задача имеет множество решений. Как правило, оптимизацию решения производят по минимальному радиусу кулачка ra.

Для остроконечного или роликового толкателя определение минимального радиуса кулачка основывается на условии незаклинивания механизма, которое связано с понятием угла давления.

Угол давления – это угол между нормалью к профилю кулачка в точке касания и абсолютной скоростью толкателя (если пренебречь силами трения). При достижении углом давленияr0 некоторой величины (для поступа-

тельно движущегося толкателя 30 ) в опоре штанги толкателя происходит заклинивание.

52

Связь между углом давления и минимальным радиусом кулачка выражается формулой

tg =(dS/d e)/( ro2 e2 +S( )), (2.79)

где ds/d - текущий аналог скорости толкателя; е – эксцентриситет (несов-

падение штанги толкателя с осью вращения кулачка); Sт( ) – текущее перемещение толкателя.

Из формулы (2.79) видно, что между углом давления и минимальным радиусом кулачка существует обратная зависимость.

Для плоского или тарельчатого толкателя необходимо, чтобы радиус кривизны всегда был больше 0, т.е. профиль кулачка должен быть выпуклым. Кулачок имеет выпуклый профиль, если радиус его в любом положении удовлетворяет условию

ro>[Sт+d2S/d 2]. (2.80)

Профилирование кулачка производится методом обращенного движе-

ния, т.е. всему механизму придается вращение - к. Тем самым мы застав-

ляем толкатель вращаться вокруг кулачка, одновременно перемещая его согласно заданному закону движения. Построенный таким образом профиль кулачка называется теоретическим. В случае остроконечного толкателя он же является рабочим профилем. Если толкатель роликовый, то теоретический профиль представляет собой последовательность центров ролика. Касательная к роликам (эквидистанта) будет рабочим профилем кулачка. В случае тарельчатого толкателя касательная к тарелкам, построенным по теоретическому профилю, будет рабочим профилем кулачка.

Контрольные вопросы

1.Где применяются кулачковые механизмы?

2.Для чего применяется тарельчатый толкатель?

3.По какому критерию определяется минимальный радиус кулачка с остроконечным толкателем?

4.По какому критерию определяется минимальный радиус кулачка с тарельчатым толкателем?

5.Что такое рабочий профиль кулачка с роликовым толкателем?

6.В каких точках происходит максимальный износ профиля кулачка с роликовым толкателем?

53

Заключение

Данное пособие является результатом работ авторов, связанных с решением проблем оптимизации учебных пособий. Поскольку при совершенствовании системы обучения главное внимание направляется на вопросы повышения компетентности студентов, при разработке данного пособия учитывался именно этот фактор. Важно, чтобы система воздействий, осуществляемых мультимедийными средствами, была направлена на активизацию продуктивных видов деятельности студентов. Опыт использования компьютерных технологий на лекционных и практических занятиях показал целесообразность создания мультимедийных учебных пособий проблемного характера, функции которого не ограничиваются только передачей информации. Познавательная деятельность студентов в условиях применения таких материалов активизируется, имеет направленный характер, что способствует более глубокому освоению дисциплины.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Кичаев, Е.К. Теория механизмов и механика машин: учеб пособие / Е.К. Кичаев, А.М. Лашманов, П.Е. Кичаев и др. – Самара: СамГТУ, 2007.- 127 с.

2.Фролов, К.В.Теория механизмов и механика машин: учеб пособие / К.В. Фролов, С.А. Попов, А.К. Мусатов и др. - М.: Высш. шк., 2005.-496 с.

3.Попов, С.А. Курсовое проектирование по теории механизмов и механике машин: учеб пособие / С.А. Попов, Г.А. Тимофеев. – М.: Высш. шк., 2002. 411с.

4.Марченко, С.И. Теория механизмов и машин. С.И. Марченко, Е.П. Марченко, Н.В.Логинова. - Ростов н/Д.; Феникс, 2003.- 263 с.

54

ПРИЛОЖЕНИЕ Основные требования к выполнению курсовой работы

Курсовая работа по теории механизмов и машин является первой самостоятельной конструкторской работой, выполняемой студентами в институте. Особенностью ее, как и большинства проектных работ, является возможность выбора нескольких вариантов. Поэтому одной из задач курсового проектирования, кроме овладения практическими навыками и методами ТММ, является поиск оптимальных решений. Как правило, для конструктора эта задача является трудной, а зачастую и непреодолимой. С целью её облегчения на кафедре назначаются дни консультаций, которые проводятся преподавателями. После получения задания, подписанного преподавателем, студенту необходимо подобрать рекомендуемую литературу и ознакомиться с объемом и содержанием курсовой работы. По окончании работы и после заключения консультанта курсовая работа представляется к защите перед кафедральной комиссией.

Варианты заданий, пояснения к ним, а также пример оформления

пояснительной записки и чертежей приведены в учебном пособии [1] стр. 51-116.

Содержание и порядок выполнения работы

Курсовая работа состоит из трех графических листов формата А1(594 841) и расчетно-пояснительной записки объемом 20-25 страниц формата А4. Работа включает в себя практическое применение следующих разделов курса:

1.Структурный анализ и синтез плоского рычажного механизма.

2.Кинематический анализ рычажного механизма.

3.Силовой расчет механизма.

4.Динамическое исследование машинного агрегата (регулирование периодической неравномерности вращения ведущего вала).

Расчетно-пояснительная записка оформляется в соответствии с ГОСТ 2. 105-95 ЕСКД «Общие требования к текстовым документам» (с изменением №1).

Пример оформления листов курсового проекта, условные обозначе-

ния основных величин машинного агрегата и единиц их измерения, а также условные обозначения звеньев и кинематических пар механизмов приведены в [1].

55

Пример оформления титульной страницы расчетно-пояснительной записки курсовой работы

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

« САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ У НИВЕРСИТЕТ »

Кафедра «Механика»

Расчетно-пояснительная записка

к курсовой работе по теории машин и механизмов на тему: «Грузовая тележка»

Задание 1 вариант 4

Выполнил: студент

________________________

(Курс, группа, Ф.И.О)

Руководитель:

к.т.н. доцент Лашманов А.М.

Самара 2010 г

56

Перечень вопросов, выносимых на защиту курсовой работы

Структура и кинематика механизма

1.Задачи, решаемые при структурном анализе механизма.

2.Дать определение механизму, звену, кинематической паре.

3.Что называется структурной и кинематической схемой?

4.Что понимается под степенью подвижности механизма?

5.Каким свойством обладают структурные группы механизма? Как понимать

W=1; W=3?

6.Привести примеры групп Асура 2 и 3 классов и базовых механизмов.

7.Для чего нужно знать класс механизма, кинематической пары?

8.Записать формулу для W плоских и пространственных механизмов.

9.Задачи, решаемые при кинематическом анализе механизмов.

10.Что называется обобщенной координатой, функцией положения, передаточным отношением?

11.Какова связь между скоростью и ее аналогом, ускорением и его анало-

гом?

12.Как определяются масштабные коэффициенты длины, скорости и ускорения? Какова их размерность?

13.Порядок определения угловых скоростей и угловых ускорений звеньев механизма.

14.Что называется абсолютной и относительной скоростью, ускорением?

15.Почему вектор относительного ускорения состоит из нормальной и тангенциальной компонент и ускорения Кориолиса? В каких частных случаях каждая из них равняется нулю?

16.В каких случаях удобно использовать метод планов, диаграмм?

17.Суть метода замкнутого векторного контура.

18.С какой целью проводится кинематический анализ механизмов?

19.Метод графического дифференцирования, интегрирования.

Силовой анализ механизма

1.Цель силового расчета.

2.Какими методами пользуются при силовом расчете?

3.Сила инерции, как она определяется?

4.Как направлена реакция в поступательной кинематической паре?

5.Какие допущения приняты при силовом расчете?

6.Как определяются уравновешивающая сила и уравновешивающий мо-

мент?

7.Как определить величину и направление силы (момента) производственного сопротивления механизма?

8.Почему расчет ведется по группам Ассура?

57

9.Изобразить схему звена со всеми силами.

10.Составить уравнение моментов сил относительно точки для какого-либо

звена.

11.Составить векторное уравнение равновесия сил для какого-либо звена.

12.Охарактеризовать реакции R23, R45 и т.п.

13.Как определяются тангенциальные и нормальные составляющие реакции в каком-либо шарнире?

Динамический анализ механизма

1.Охарактеризовать график силы производственного сопротивления.

2.Перечислить действующие на звенья машины силы.

3.Что такое цикл движения машины?

4.Записать уравнения движения машины.

5.Как определяется полезная мощность машины и расчетная мощность двигателя при установившемся режиме работы?

6.Как вычислить КПД машины?

7.Объяснить причины неравномерности хода при установившемся режиме работы машины.

8.С какой целью в машинах устанавливают маховик?

9.Как влияет неравномерность хода на размеры маховика?

10.Какие допущения приняты при расчете маховика методом Мерцалова?

11.Как определяется момент инерции маховика? Как учитываются массы остальных звеньев?

12.Что такое приведенный момент инерции масс и приведенный момент сил? Как они определяются?

13.Как строится график работ?

14.Как строится график Мп( )?

15.Каков характер движения звена приведения на отдельных участках?

16.Какое звено может служить звеном приведения при расчетах?

17.Где выгоднее устанавливать маховик?

Методика оценки знаний основных разделов курса ТММ

По каждому из восьми разделов курса осуществляется самоконтроль рубежный и итоговый контроль. Вопросы самоконтроля по разделам курса представлены после каждой лекции.

Рубежный контроль в соответствии с календарным планом проводится следующим образом:

1.Студент получает подробные сведения о форме проведения контроля и знакомится с интерфейсом программы «Система тестирования АСТ».

2.Студент просматривает контрольные вопросы по соответствующему разделу с вариантами ответов.

58

3. Студент отвечает на вопросы раздела с неизвестными вариантами ответов и получает определённое количество баллов и оценку освоения материала.

Итоговый контроль проводится следующим образом:

Студент отвечает на 8 вопросов теста по курсу ТММ, произвольно выбранных из каждого раздела, и получает соответствующую оценку. В случае неудовлетворительной оценки (менее 40 баллов) предоставляется возможность повторного тестирования.

Более подробная информация о порядке тестирования находится на сайте СамГТУ: www.samgtu.ru/structure/faculties/mf/meh/.

59