- •Машины и их классификация.
- •Типы звеньев рычажных механизмов.
- •Классификация кинематических пар.
- •Классификация кинематических пар по числу связей и по подвижности.
- •Подвижность механизма.
- •Структура механизмов.
- •Понятие о структурном синтезе и анализе.
- •Основные понятия структурного синтеза и анализа.
- •Избыточные связи и лишние степени свободы (и их устранение).
- •Структурная классификация механизмов по Ассуру л.В.
- •Геометрические и кинематические характеристики механизма
- •3 Метод планов положений, скоростей и ускорений (графоаналитический метод)
- •Динамика машин и механизмов.
- •Основные задачи динамики машин.
- •Классификация сил, действующих в механизмах.
- •Механические характеристики двигателей и рабочих машин
- •Силы в кинематических парах плоских механизмов (без учета трения).
- •Методика приведения сил
- •Методика приведения масс
- •Прямая задача динамики машин.
- •Уравнения движения машинного агрегата в энергетической и дифференциальной форме Уравнение движения в интегральной или энергетической форме
- •Уравнение движения в дифференциальной форме.
- •Режимы движения машины
- •Решение задачи регулирования хода машины по методу н.И.Мерцалова.
- •Определение закона движения начального звена механизма при установившемся режиме движения
- •Уравновешивание механизмов и балансировка роторов. Общие сведения о балансировке
- •Понятие о неуравновешенности механизма (звена).
- •Балансировка роторов.
- •Балансировка роторов при различных видах неуравновешенности.
- •1. Статическая неуравновешенность.
- •2.2. Моментная неуравновешенность.
- •2.3. Динамическая неуравновешенность (полная).
- •Уравновешивание роторов при проектировании
- •Порядок балансировки на балансировочном оборудовании. Станок Шитикова
- •Силовой расчет рычажных механизмов
- •Исходные данные для силового расчета
- •Силовой расчет позволяет определить
- •Порядок силового расчета
- •Основы теории высшей кинематической пары Введение в теорию высшей пары, основные понятия и определения
- •Механизмы с высшими кинематическими парами и их классификация
- •Структурные схемы простейших механизмов с высшими кп
- •Угол давления в высшей паре
- •Основная теорема зацепления (теорема Виллиса)
- •Зубчатые передачи и их классификация.
- •Эвольвентная зубчатая передача
- •Эвольвента окружности и ее свойства
- •Параметрические уравнения эвольвенты
- •Эвольвентное зацепление и его свойства.
- •Параметры эвольвентного зацепления
- •С войства эвольвентного зацепления
- •Эвольвентное зубчатое колесо и его параметры. Параметры эвольвентного зубчатого колеса
- •Связь делительной окружности с основной окружностью и окружностью произвольного радиуса
- •Методы изготовления эвольвентных зубчатых колес.
- •Станочное зацепление. Подрез и заострение зубьев. Понятие о исходном, исходном производящем и производящем контурах
- •Станочное зацепление
- •Основные размеры зубчатого колеса
- •Толщина зуба колеса по окружности произвольного радиуса.
- •Подрезание и заострение зубчатого колеса.
- •Подрезание эвольвентных зубьев в станочном зацеплении
- •Понятие о области существования зубчатого колеса.
- •Основные уравнения эвольвентного зацепления
- •2. Межосевое расстояние
- •4. Уравнительное смещение
- •Классификация зубчатых передач
- •Качественные показатели цилиндрической эвольвентной передачи.
- •Коэффициент торцевого перекрытия
- •Коэффициент удельного давления.
- •Коэффициент удельного скольжения.
- •Коэффициент осевого перекрытия.
- •Многозвенные зубчатые механизмы
- •Кинематика рядового зубчатого механизма
- •Планетарные механизмы
- •Проектирование типовых планетарных механизмов Постановка задачи синтеза планетарных механизмов
- •Подбор чисел зубьев методом неопределенных коэффициентов (метод сомножителей)
- •Проектирование кулачковых механизмов Кулачковые механизмы
- •Назначение и область применения
- •Выбор закона движения толкателя кулачкового механизма
- •Классификация кулачковых механизмов
- •Достоинства кулачковых механизмов
- •Недостатки кулачковых механизмов
- •Основные параметры кулачкового механизма
- •Г еометрическая интерпретация аналога скорости толкателя
- •Влияние угла давления на работу кулачкового механизма
- •Синтез кулачкового механизма. Этапы синтеза
- •Выбор радиуса ролика (скругления рабочего участка толкателя)
Назначение и область применения
Кулачковые механизмы предназначены для преобразования вращательного или поступательного движения кулачка в возвратно-вращательное или возвратно-поступательное движение толкателя. Важным преимуществом кулачковых механизмов является возможность обеспечения точных выстоев выходного звена. Это преимущество определило их широкое применение в простейших устройствах цикловой автоматики и в механических счетно-решающих устройствах (арифмометры, календарные механизмы). Кулачковые механизмы можно разделить на две группы. Механизмы первой обеспечивают перемещение толкателя по заданному закону движения. Механизмы второй группы обеспечивают только заданное максимальное перемещение выходного звена - ход толкателя. При этом закон, по которому осуществляется это перемещение, выбирается из набора типовых законов движения в зависимости от условий эксплуатации и технологии изготовления.
Выбор закона движения толкателя кулачкового механизма
Законом движения толкателя называется функция перемещения (линейного или углового) толкателя, а также одна из ее производных, взятых по времени или обобщенной координате - перемещению ведущего звена - кулачка. При проектировании кулачкового механизма с динамической точки зрения целесообразно исходить из закона изменения ускорения толкателя, так как именно ускорения определяют силы инерции, возникающие при работе механизма.
Различают три группы законов движения, характеризующиеся следующими особенностями:
1. движение толкателя сопровождается жёсткими ударами,
2. движение толкателя сопровождается мягкими ударами,
3. движение толкателя происходит без ударов.
Очень часто по условиям производства необходимо движение толкателя с постоянной скоростью. При применении такого закона движения толкателя в месте скачкообразного изменения скорости ускорение теоретически достигает бесконечности, бесконечно большими должны быть и динамические нагрузки. Практически вследствие упругости звеньев бесконечно большой динамической нагрузки не получается, но величина ее оказывается всё-таки очень большой. Такие удары называются "жесткими" и допустимы только в тихоходных механизмах и при малых весах толкателя.
Мягкими ударами сопровождается работа кулачкового механизма, если функция скорости не имеет разрыва, но разрыв непрерывности претерпевает функция ускорения (или аналога ускорения) толкателя. Мгновенное изменение ускорения на конечную величину вызывает резкое изменение динамических усилий, которое также проявляется в виде удара. Однако эти удары менее опасны.
Кулачковый механизм работает плавно, без ударов, если функции скорости и ускорения толкателя не претерпевают разрыва, изменяются плавно и при условии, что скорости и ускорения в начале и в конце движения равны нулю.
Закон движения толкателя может быть задан как в аналитической форме - в виде уравнения, так и в графической - в виде диаграммы. В заданиях на курсовой проект встречаются следующие законы изменения аналогов ускорений центра ролика толкателя, заданные в виде диаграмм:
Равноускоренный закон изменения аналога ускорения толкателя, при равноускоренном законе движения толкателя проектируемый кулачковый механизм будет испытывать мягкие удары в начале и в конце каждого из интервалов.
Треугольный закон изменения аналога ускорения, обеспечивает безударную работу кулачкового механизма.
Трапецеидальный закон изменения аналога ускорения обеспечивает также безударную работу механизма.
Синусоидальный закон изменения аналога ускорения. Обеспечивает наибольшую плавность движения (характерным является то, что не только скорость и ускорение, но и производные более высокого порядка меняются плавно). Однако для этого закона движения максимальное ускорение при одинаковых фазовых углах и ходе толкателя оказывается больше, чем в случае равноускоренного и трапецеидального законов изменения аналогов ускорений. Недостатком этого закона движения является и то, что нарастание скорости в начале подъема, а, следовательно, и сам подъем происходит медленно.
Косинусоидальний закон изменения аналога ускорения, вызывает мягкие удары в начале и в конце хода толкателя. Однако при косинусоидальном законе происходит быстрое нарастание скорости в начале хода и быстрое ее убывание в конце, что желательно при работе многих кулачковых механизмов.
С точки зрения динамических нагрузок, желательны безударные законы. Однако кулачки с такими законами движения технологически более сложны, так как требуют более точного и сложного оборудования, поэтому их изготовление существенно дороже. Законы с жесткими ударами имеют весьма ограниченное применение и используются в неответственных механизмах при низких скоростях движения и невысокой долговечности. Кулачки с безударными законами целесообразно применять в механизмах высокими скоростями движения при жестких требованиях к точности и долговечности. Наибольшее распространение получили законы движения с мягкими ударами, с помощью которых можно обеспечить рациональное сочетание стоимости изготовления и эксплуатационных характеристик механизма.