Кулачковые механизмы

1. Характер движения толкателя задан. Такой случай может иметь место при проектировании кулачковых механизмов кулачковых машин-автоматов. Рабочие органы таких машин приводятся в движение кулачковыми механизмами. Например, в токарном автомате продольно-фасонного точения необходимо обеспечить равномерное движение суппортов с резцами. При проектировании механизмов систем управления самолетом также может быть подобная необходимость. Например, поворот заслонки трубопровода системы кондиционирования воздуха должен происходить с заданным законом изменения скорости.

2. Характер движения толкателя не задан. Такой случай имеет место при проектировании кулачковых механизмов, когда характер движения рабочих или вспомогательных органов машин, приводимых от толкателя, не имеет значения. Например, при открывании клапанов компрессоров или двигателей внутреннего сгорания, при отводе долбяка от заготовки в зубодолбежном станке, при замыкании и размыкании контактов в электротехнических устройствах.

Рассмотрим исходные данные и ход проектирования в этих случаях.

Характер движения толкателя задан.

Исходные данные:

- тип кулачкового механизма;

- частота вращения кулачка в об/мин;

- фазовые углы кулачкового механизма в град;

- ход (максимальное перемещение) толкателя в мм при поступательно движущемся толкателе, или в град при качающемся толкателе;

- характер движения толкателя, заданный аналитически в виде математической зависимости, или графически в виде кинематической диаграммы.

Ход проектирования.

1. Построение диаграммы перемещения толкателя.

2. Построение диаграммы аналога скорости толкателя методом графического дифференцирования графика перемещения (желательно, в том же масштабе).

3. Построение графика аналога скорости в функции перемещения контактной точки толкателя путем графического исключения углового параметра из диаграмм перемещения и аналога скорости.

4. Проведение к полученному графику двух касательных, наклоненных к оси абсцисс под минимально допустимыми углами передачи движения, для определения зоны расположения центра кулачка и нахождения его минимального радиуса.

5. Профилирование кулачка.

Характер движения толкателя не задан.

В этом случае конструктор сам выбирает характер движения толкателя, руководствуясь динамическими соображениями: наличие или отсутствие жестких и мягких ударов, закон изменения ускорения. Поэтому, в исходных данных будет задан не характер движения толкателя, а характер изменения его ускорения в процессе работы. Остальные исходные данные такие же, как и в предыдущем случае.

Ход проектирования.

1. Построение диаграммы аналога ускорений толкателя.

2. Построение диаграммы аналога скорости толкателя методом графического интегрирования графика аналога ускорений.

3. Построение диаграммы перемещений толкателя методом графического интегрирования графика аналога скорости.

Остальные пункты те же, что и в предыдущем случае.

Ключевые слова и определения

1. Кулачковый механизм - это механизм, в котором характер движения звеньев определяется формой входного звена, называемого кулачком.

2. Толкатель - это звено, контактирующее с кулачком.

3. Замыкание кулачкового механизма - обеспечение постоянства контакта между толкателем и кулачком.

4. Профильные углы - это центральные углы кулачка, определяющие характерные участки его профиля.

5. Фазовые углы - это углы поворота кулачка, соответствующие фазам движения толкателя.

6. Метод обращенного движения - это метод, при котором кулачок останавливается, а толкателю вместе с его направляющими сообщается угловая скорость - 1.

7. Графическое дифференцирование - метод, при котором производная функции пропорциональна тангенсу угла наклона касательной в графику этой функции.

8. Жесткий удар - явление скачка ускорения толкателя в бесконечность и обратно.

9. Мягкий удар - явление скачка ускорения толкателя на конечную величину.

10. Угол передачи движения - это острый угол между касательной к профилю кулачка в контактной точке и направлением движения этой точки толкателя.

11. Угол передачи движения - это острыйугол между абсолютной и относительной скоростью толкателя.

12. Минимальный радиус кулачка - радиус окружности участка ближнего стояния кулачка.

13. Профилирование кулачка - построение профиля кулачка по диаграмме движения толкателя при известном минимальном радиусе кулачка.

Контрольные вопросы

1. Что такое кулачковый механизм?

2. Какие движения могут совершать кулачок и толкатель?

4. В чем состоят преимущества и недостатки кулачковых механизмов с роликовыми толкателями?

5. В чем разница кулачковых механизмов с силовым и с кинематическим замыканием?

7. Что такое метод обращенного движения?

8. В чем заключается разница между профильными и фазовыми углами?

9. В каком кулачковом механизме профильные и фазовые углы равны?

10. Что такое аналог скорости и аналог ускорения?

11. В чем заключается графическое дифференцирование кинематических диаграмм кулачковых механизмов?

12. Как рассчитываются масштабы осей координат кинематических диаграмм?

13. Чем характеризуются жесткие и мягкие удары при работе кулачковых механизмов?

14. Как избежать ударов при проектировании кулачковых механизмов?

15. Как называется самый простой безударный кулачок?

16. Какова методика построения планов скоростей кулачковых механизмов?

17. Как используются величины передаточных отношений для нахождения скорости толкателя в заданном положении кулачкового механизма?

18. Что такое угол передачи движения в кулачковом механизме?

19. Чему равен угол передачи движения в кулачковом механизме с плоским толкателем?

20. Как зависит величина угла передачи движения от габаритов кулачкового механизма?

21. В чем заключается профилирование кулачка?

22. Каковы три условия выбора радиуса ролика при проектировании кулачкового механизма с роликовым толкателем?

23. Какова последовательность проектирования кулачкового механизма при заданном характере движения толкателя?

Литература

1. Артоболевский И.И. Механизмы в современной технике. Том III. Зубчатые механизмы. Москва, Наука, 1973.

2. Артоболевский И.И.Теория механизмов и машин. Москва, Наука, 1975.

3. Бежанов Б.Н. Пневматические механизмы. Москва, Машгиз, 1957.

4. Гавриленко Б.А. и др. Гидравлический привод. М., Машиностроение, 1968.

5. Коловский М.З. Динамика машин. Ленинград, Ленинградский политехнический институт, 1980.

6. Конструирование машин. Справочно-методическое пособие. Том I, II. Под ред. Фролова К.В. Москва, Машиностроение, 1994.

7. Лукичев Д.М. Расчет маховика машины. В сб. “Вопросы теории механизмов и машин” №23. Москва, Машгиз, 1953.

8. Мещерский И.В. Динамика точки переменной массы. Москва, Гостехиздат, 1949.

9. Пневмопривод систем управления летательных аппаратов. Под ред. Чашина В.А. Москва, Машиностроение, 1987.

10. Полюдов А.Н. Программные разгружатели цикловых механизмов. Львов, Львовский политехнический институт, 1979.

11. Попов С.А. Курсовое проектирование по теории механизмов и механика машин. Москва, Высшая школа, 1986.

12. Пятаев А.В. Динамика машин. Ташкент, Ташкентский политехнический институт, 1990.

13. Пятаев А.В. Редуктор самолета. Методическое пособие к курсовому проекту по ТММ., Ташкент, ТГАИ, 2000.

14. Скуридин М.А. Определение движения механизма по уравнению кинетической энергии при задании сил функциями скорости и времени. Труды института машиноведения. Семинар по теории машин и механизмов, выпуск 45. Москва, АН СССР, 1951.

15. Справочник машиностроителя. Том I. Под ред. Ачеркана Н.С. Москва, Машгиз, 1961.

16. Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам. Под ред. Некрасова Б.Б. Минск. Вышейшая школа, 1985.

17. Теория механизмов и машин. Под ред. Фролова К.В. Москва, Высшая школа, 1987. кулачковый механизм толкатель

18. Теория механизмов и машин. Проектирование. Под ред. Кульбачного С.И. Москва, Высшая школа. 1970.

19. Тимошенко С.П. Колебания в инженерном деле. Москва, Физматгиз, 1959.

Размещено на Allbest.ru