2. Определение уравновешивающей силы методом жуковского

Строим в произвольном масштабе повернутый на 90° план скоростей механизма. Для удобства принимаем масштаб = 0,00285 [м/с мм], при этом длины векторов повернутого плана скоростей увеличатся вдвое по сравнению с векторами построенного ранее плана скоростей. Переносим на этот план заданную силу производственного сопротивления силы веса G₂, G₃ , G₄, G₅, силы инерции , , , .Перечисленные силы переносим параллельно самим себе и прикладываем в одноименных точках повернутого на 90° плана скоростей: силы , , G₅- в точке е плана; силы и G₂ - в точке S₂; силы и G₃ – в точке S₃; силы и G₄ - в точке S₄. Пары сил и , и , и от моментов инерции ,, также переносим в одноименные точки, но так, чтобы направление вращения пары сил совпадало с направлением соответствующего момента. Так, например, пара сил и , приложенная в точках а и Ь, вращает отрезок a b плана по часовой стрелке, и момент инерции также имеет направление по часовой стрелке. Пару сил и переносим в точки b и р, направление вращения пары сил - по часовой стрелке; пару сил и переносим в точки d и е, направление вращения - по часовой стрелке.

В точке а плана перпендикулярно к вектору ра прикладываем силу , причем направление выбираем произвольно.

Составляем уравнение моментов всех перенесенных на план скоростей сил относительно полюса р:

откуда: =

== =51617 H

где длины плеч измеряем на чертеже в миллиметрах. Так как численное значение уравновешивающей силы получили положительное, то направление было выбрано верно.

Сравним величины уравновешивающих сил, полученных силовым расчетом механизма ; и с помощью рычага Жуковского , и вычислим относительную погрешность, приняв за основу результат, полученный с помощью рычага Жуковского:

Относительная погрешность в вычислениях не превысила допустимой.

Лист 3 Проектирование кулачкового механизма

;

Фазовые углы в градусах	у	90
	д	40
	в	90

Допускаемый угол давления _доп

Максимальное перемещение толкателя Smax 60 мм.

Число об/мин кулачка n=160

При проектировании кулачковых механизмов необходимо соблюдать следующие основные требования:

проектируемый механизм должен обеспечивать заданный закон движения;

механизм должен иметь наименьшие габариты при достаточной надежности работы.

Проектирование кулачкового механизма делится на три основных этапа:

1. Определение кинематических передаточных функций, характеризующих изменение ускорения, скорости и перемещения толкателя в функции времени или угла поворота кулачка.

2. Определение основных размеров кулачкового механизма – минимального радиуса кулачка r0 , эксцентриситета е или межосевого расстояния d.

3. Определение координат профиля (профилирование) кулачка.

Проинтегрируем дважды графически заданную зависимость.

масштаб углов поворота

Определим масштаб графика перемещений

Масштаб графика аналога скорости

Масштаб графика аналога ускорений

Определим максимальные значения скорости и ускорения толкателя по графикам зависимости аналога ускорения и скорости толкателя от угла поворота кулачка. Измеряем максимальные ординаты и в миллиметрах и подставляем в формулы:

= ,

где .

Задачей динамического синтеза в данном случае является опреде­ление такого минимального радиус-вектора профиля кулачка r0, при котором переменный угол передачи движения ни в одном поло­жении кулачкового механизма не будет меньше .

От произвольной точки Т на плоскости, откладываем от­резок TR, равный ходу Smax толкателя. Этот отрезок размечаем в соот­ветствии с графиком перемещений. Через точки деления проводим перпенди­куляры к линии TR. От точек деления на перпендикулярах откла­дываем влево при подъеме и вправо при опускании толкателя отрезки , взятые из графика . Эти отрезки нужно откла­дывать в том масштабе, в каком отложен отрезок TR. Соединяем плавной кривой концы этих отрезков и получаем кривую . Проводим под углом ф min к горизонтали две касательные НМ и CF к построенной кривой.

Заштрихованный острый угол определяет на плоскости геометрическое ме­сто точек, каждую из которых можно принять за центр вращения кулачка, причем при таком выборе угол ф передачи движения ни в одном положении механизма не будет меньше фmin.

Чем ниже располагать центр вращения ку­лачка внутри заштрихованного угла, тем большим будет угол передачи движения, тем лучше будут условия работы механизма. Однако одновременно с улучшением условий работы будет увеличиваться радиус r0 и, сле­довательно, будут увеличиваться габариты механизма.

Соединив выбранный центр вращения кулачка с точкой А0, получим искомый минимальный радиус-вектор r₀ = 54 мм кулачка, тогда эксцентриситет определится е = 7,4 мм

Для устранения самопересечения профиля кулачка, а также из кон­структивных соображений длина r радиуса ролика должна удовлетво­рять двум условиям: r < 0,8 Rmin и r < (0,4 - 0,5)r_0. = 15 мм.