2Кинематический анализ кулачкового механизма

2.1Построение плана положений

Задан кулачковый механизм (рис. 2.1) с размерами:

1. Радиус 24

2. Радиус 36

3. Радиус 24

4. Расстояние 12

5. Длина 80

6. Расстояние 100

7. Угловая скорость 10

Рис. 2.3 Кинематическая схема кулачкового механизма

В соответствии с исходными данными строим в масштабе кулачек, масштабный коэффициент при этом выбираем .

Задача анализа кулачкового механизма сводится к определению положений толкателя в зависимости от положения кулачка и установлению скоростей и ускорений толкателя. Для кулачкового механизма с вращательным движением толкателя, снабженным роликом, задача об определении положения и перемещения толкателя решается следующим образом.

Центр вращения ролика всегда находится от действительного профиля кулачка на расстоянии, равном радиусу ролика . Геометрическое место точек, через которые будет проходить центр вращения ролика, образует собой центровой профиль кулачка. Для определения положения толкателя применяем метод обращения, т.е. кулачек оставляем неподвижным, а толкатель вместе со стойкой поворачиваем на заданный угол относительно оси вращения кулачка в направлении, противоположном его вращению. Радиусом из центра вращения кулачка проводим окружность – геометрическое место точек положений центра вращения толкателя. Для определения положения центра вращения толкателя для нулевого положения, на центровом профиле берем точку наиболее приближенную к оси кулачка и радиусом проводим еще одну окружность. на пересечении получаем центр вращения толкателя для нулевого положения (точка 0). Окружность радиусом от точки 0 делим на равные части по 15 градусов, получая точки 1, 3, 4, 5, 6, 7….. Проводим из этих точек окружности радиусом . Они будут пересекать центровой профиль кулачка в точках, в которых будет находиться центр ролика толкателя для соответствующих положений. Измеряем углы между отрезками длиной и получаем углы , и т. д.

Дополнительно берем точки 2, 8, 9, 14, соответствующие моменту перехода ролика от одного участка кулачка к другому (Под участком понимаем часть профиля кулачка с одинаковым законом изменения профиля). Угловое перемещение толкателя буде определять как разность углов произвольного и начального положения:

Линейное перемещение ролика будет пропорционально угловому перемещению:

2.2Построение диаграммы перемещений толкателя

Диаграмма перемещений толкателя строится следующим образом.

Строим систему координат. По оси ординат откладываем перемещения толкателя. По оси абсцисс будем откладывать угловое перемещение кулачка, масштабный коэффициент равен .

Масштабный коэффициент перемещения толкателя

2.3Построение диаграмм скорости и ускорения толкателя.

Диаграмма скорости толкателя строится путем графического дифференцирования диаграммы перемещения методом хорд. Масштабный коэффициент диаграммы скорости толкателя:

где - отрезок, соответствующий полному обороту кулачка

- полюсное расстояние диаграммы скорости.

Диаграмма ускорения строится методом графического дифференцирования диаграммы скорости. Масштабный коэффициент диаграммы ускорения равен

Для получения величины скорости необходимо ординату диаграммы скорости умножить на масштабный коэффициент. Для получения величины ускорения толкателя необходимо ординату диаграммы ускорения умножить на масштабный коэффициент.