RKMA / 2 лист записка

2.РАСЧЁТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КУЛАЧКОВОГО МЕХАНИЗМА

2.1 Исходные данные:

2.2 Определим основные размеры кулачкового механизма.

Максимальное значение коэффициент скорости имеет при к = 0,5; . Соответствующий коэффициент перемещения при к = 0,5: [2, c.16].

Для цилиндрического пазового кулачка вычисляем угол, определяющий начальное положение коромысла:

Определим диаметр D:

2.3 Расчёт кулачка на контактную прочность

Основным условием работоспособности кулачковых исполнительных механизмов в машинах лёгкой и текстильной промышленности является прочность кулачка по контактным напряжениям.

С учётом формулы Герца-Беляева условие прочности имеет вид:

,

где: Q – реакция кулачка на ролик, Н;

Епр – приведённый модуль упругости, ;

Е1, Е2 – модули упругости материалов кулачка и ролика;

b – ширина контакта ролика и кулачка, мм;

r – радиус ролика, мм;

р – радиус кривизны кулачка в точке контакта с роликом, мм;

- допускаемое контактное напряжение материала кулачка; для кулачка из серого чугуна ,

- предел прочности при растяжении, [3, c.86].

Для расчёта напряжения по формуле Герца-Беляева необходимо определить Q и р

2.4 Определение реакции Q кулачка на толкатель

Рассмотрим определение реакции Q при заданном законе движения коромыслового толкателя и при условии, что на толкатель действуют только силы инерции.

Допустим, что закон движения толкателя на исследуемом интервале движения является законом синусоидального ускорения и известны уравнения безразмерных характеристик:

,

,

,

где: - коэффициент пути,;

к – безразмерный коэффициент времени;

- коэффициент скорости;

- коэффициент ускорения.

Графики , , показаны на рисунке 1.

Силовой расчёт толкателя следует производить при максимальном угловом ускорении толкателя, т. к. при этом силы инерции толкателя – максимальные.

Определяем максимальное угловое ускорение ;

где ;

Рассмотрим уравнение моментов сил относительно точки А, действующих на толкатель (рис.2):

,

где: момент сил инерции коромысла АВ,

момент инерции коромысла относительно центра масс S;

;

тангенциальная составляющая силы инерции коромысла;

тангенциальная составляющая силы инерции ролика;

угол давления;

;

.

Определяем Q:

2.5 Определение радиуса кривизны теоретического профиля кулачка

Радиус кривизны р теоретического профиля кулачка в точке определим как радиус окружности, проходящей через три точки: , , (рис.3):

где: , ,

Радиус кривизны теоретического профиля кулачка равен:

Максимальное контактное напряжение равно:

Условие контактной прочности выполняется, так как .

Вывод: В проделанной работе предварительно подсчитал диаметр кулачка и угол, определяющий начальное положение коромысла для использовании в расчетах на ЭВМ. Далее произвел расчет реакции кулачка на толкатель, определил радиус кривизны теоретического профиля кулачка и максимальное контактное напряжение. Все значения расчетов не превышают допустимых.

Ссылки:

[2] – Сункуев Б.С., Буевич Т.В., Кириллов А.Г. Расчёт и конструирование машин и аппаратов: методические указания и задания к курсовому проектированию для студентов специальности 36 08 01 «Машины и аппараты лёгкой, текстильной промышленности и бытового обслуживания». Б.С. Сункуев; ВГТУ.- Витебск: УО «ВГТУ», 2004.

[3] – Сункуев Б.С. Расчёт и конструирование исполнительных механизмов машин: Учебное пособие для студентов вузов по специальности «Машины и аппараты лёгкой, текстильной промышленности и бытового обслуживания». Б.С. Сункуев; ВГТУ.- Витебск: УО «ВГТУ», 2003. – 115 с: ил.