- •1.Описание работы механизма и исходные данные для проектирования. Бензомоторная пила.
- •2.Задачи исследования. Блок-схема исследования машинного агрегата.
- •3.Динамика структурного агрегата.
- •3.1.Структурный анализ.
- •3.2.Геометрический синтез рычажного механизма.
- •3.3.Построение плана положений механизма.
- •3.4.Определение кинематических характеристик кривошипно-ползунного механизма и контрольный расчет их для положения №2 (аналитически).
- •3.5.Обработка индикаторной диаграммы и определение внешних сил, действующих на поршень.
- •3.6. Динамическая модель машинного агрегата.
- •3.6.1. Определение приведенных моментов сил сопротивления и движущих сил.
- •3.6.2 Определение переменной составляющей приведенного момента инерции и его производной
- •3.6.3. Определение постоянной составляющей приведенного момента инерции и момента инерции маховика
- •3.6.4 Определение закона движения звена приведения
- •3.6.5. Схема алгоритма программы исследования динамической нагруженности машинного агрегата.
- •3.7 Обработка результатов вычислений
- •3.8. Выводы
- •4. Динамический анализ нагруженности рычажного механизма. Задачи динамического анализа рычажных механизмов
- •4.1. Кинематический анализ механизма.
- •4.1.1. Графический метод планов.
- •4.1.1.1. Построение плана положений.
- •4.1.1.2. Построение плана скоростей.
- •4.1.1.3. Построение плана ускорений.
- •4.1.2 Аналитическая кинематика механизма.
- •4.2 Силовой расчет механизма.
- •4.2.1 Расчет методом планов сил
- •4.2.1.1 Внешние силы на звеньях.
- •4.2.1.2 Определение реакций в кинематических парах группы.
- •4.2.1.3 Силовой расчет входного звена.
- •4.2.2.3 Силовой расчет входного звена
- •4.3 Обработка результатов вычислений.
- •5. Проектирование кулачкового механизма.
- •5.1. Входные параметры и условия синтеза.
- •5.2. Расчет и построение кинематических характеристик движения толкателя.
- •5.3. Определение основных размеров кулачкового механизма.
- •5.4.Определение радиуса ролика и построение рабочего профиля кулачка.
- •5.5. Определение углов давления и оценка опасности заклинивания.
5. Проектирование кулачкового механизма.
Задачами являются:
-
Расчет и построение заданного закона движения кулачкового механизма;
-
Определение основных законов движения кулачкового механизма;
-
Определение координат и построение профиля кулачка, обеспечивающий заданный закон движения.
Основными методами синтеза является аналитический с использованием ЭВМ, а для иллюстрации результатов и графической проверки используется метод графиков и диаграмм.
5.1. Входные параметры и условия синтеза.
– линейный ход толкателя ;
– смещение оси толкателя е не заданно;
– направление вращения кулачка – против часовой стрелки;
– закон движения толкателя:
на фазе удаления – трапецеидальный;
на фазе возвращения – трапецеидальный;
– углы поворота кулачка:
Угол удаления –
Угол дальнего стояния –
Угол возвращения –
– максимальный допустимый угол давления
– замыкание высшей кулачковой пары – кинематическое;
5.2. Расчет и построение кинематических характеристик движения толкателя.
Рабочий угол поворота кулачка:
Углы в радианах:
Приняв масштабный коэффициент по горизонтальной оси рассчитаем отрезки углов:
Для заданного закона движения максимальное значение аналогов скоростей и
– на фазе удаления для трапецеидального:
– на фазе возвращения для трапецеидального:
Принимаем масштабный коэффициент графиков:
– для перемещения:
– для аналога скоростей:
– для аналога ускорений:
Для контрольных точек №3 на удалении и №23 на возвращении рассчитываем аналитически значения перемещения, аналога скорости и аналога ускорения толкателя:
№3 для фазы удаления |
№23 для фазы возвращения |
|
|
5.3. Определение основных размеров кулачкового механизма.
Для кулачкового механизма с поступательным роликовым толкателем основными размерами являются:
-- минимальный радиус центрового профиля кулачка;
-- смещение е оси толкателя.
Минимальный радиус центрового профиля кулачка определяется из соотношения:
Откуда:
Определение минимального радиуса центрового профиля кулачка графическим методом:
5.4.Определение радиуса ролика и построение рабочего профиля кулачка.
Определим минимальный радиус кривизны центрового профиля кулачка как радиус вписанной окружности выпуклого участка профиля кулачка, где кривизна его является наибольшей. Для этого соединим точки хордами. В середине хорд восстанавливаем к ним перпендикуляры, точку пересечения которых М принимаем за центр вписанной окружности.
Получим :
Действительный профиль кулачка найдем как эквидистантную кривую, отстоящую от центрового профиля на расстоянии, равном радиусу ролика.
Радиус ролика определяется по 2-м условиям :
- из конструктивного условия закрепления ролика и кулачка на своих осях:
- из условия недопущения или самопересечения рабочего профиля :
Принимаем радиус ролика