Синтез кулачкового механизма - Исследование рычажного механизма долбежного станка
При курсовом проектировании кулачковый механизм является частью общей кинематической схемы проектируемой машины. Он используется либо как основной механизм, осуществляющий движение исполнительных звеньев, либо как вспомогательный для управления циклом или выполнения операций подачи, смазки, перемещение суппорта, включения двигателя и т. д.
Расчет кулачка имеет целью определение координат оси вращения кулачка относительно выходного звена и координат профиля кулачка. Первый этап работы называют выбором размеров кулачка, обеспечивающих изменение угла давления в допустимых пределах, назначенных из условия уменьшения работы сил трения и снижения износа элементов кинематической пары.
Второй этап работы называют расчетом и построением профиля кулачка по заданному закону движения выходного звена.
Для решения поставленной задачи можно использовать графические методы расчета. Проектирование кулачкового механизма ведется в следующей последовательности:
- 1. По заданному закону изменения аналога ускорения толкателя методом графического интегрирования определяется законы изменения аналога скорости и перемещение выходного звена в зависимости от угла поворота кулачка. 2. Определение основных размеров из условий ограничений угла давления (в механизме с роликовым выходным звеном) или из условия выпуклости профиля кулачка (механизм с плоским толкателем); 3. Определение центрового и конструктивного профилей кулачка по заданному закону движения выходного звена методом обращения движения; 4. Выбор радиуса ролика и построение конструктивного профиля кулачка.
A) Структурный анализ кулачкового механизма
Мне дан кулачковый механизм долбежного станка :
Кулачковый механизм состоит из следующих звеньев:
- 0 - стойка; 1 - кулачок; 2 - ролик; 3 - ползун.
Кулачковый механизм следующих кинематических пар:
- 1. A (0,1) - V класс, вращательная, плоская, низшая кинематическая пара; 2. B (1,2) - V класс, вращательная, плоская, низшая кинематическая пара; 3. C (3,0) - V класс, поступательная, плоская, низшая кинематическая пара; 4. K (1,2) - IV класс, линейная, плоская, низшая кинематическая пара.
Находим число степеней свободы кулачкового механизма:
(58)
Где число звеньев;
Число кинематических пар IV и V классов;
Лишняя степень свободы.
Б) Построение кинематических диаграмм:
Нам дан закон ускорений - косинусоидальный.
Для начала определяем фазовые углы :
Угол удаления
Угол дальнего выстоя
Угол сближения
Угол ближнего выстоя
Итак:
; (59)
; (60)
; (61)
(62)
Определяем наибольшие ординаты обоих участков и :
(63)
Отсюда:
Выбираем произвольно, Мм.
В данном случае наибольшие ординаты и обоих участков диаграммы
,берутся в отношении, обратно пропорциональном квадратам фазовых углов.
Пусть по оси Х отложен отрезок длиной l мм, представляющий собой угол поворота кулачка, равный (или ). В этом случае масштаб углов поворота
(64)
Равенство (65) показывает что масштабы углов поворота кулачка определяется выбранной величиной отрезка L, представляющего собой один оборот кулачка.
Нам дано вращение вокруг неподвижной оси ведомого звена (коромысла). В этом случае в заданиях на проект дается диаграмма интегрируя ее последовательно дважды, получаем кривые и, масштабы которых связаны между собой так:
(65)
(66)
(67)
Значения и выбирают произвольно в пределах 40-60Мм.
Максимальный угол поворота.
В) Определение минимального радиуса кулачка.
Взяв произвольную точку T на плоскости, откладываем от нее отрезок TR, равный ходу H Толкателя. Этот отрезок размечаем в соответствии с графиком. Через точки деления проводим перпендикулярные отрезки, ,... к линии TR. Откладываем отрезки изображающие соответствующие значения величины в масштабе, величину этих отрезков в Мм определяем по формуле:
(68)
(69)
Где:
Величина первой производной поступатеьного перемещения толкателя по углу поворота кулачка;
L - Истинное значение длины первого звена, М;
Масштаб длин чертежа;
Масштаб диаграммы функции.
Длины отрезков определяем графически, методом пропорционального деления. С этой целью определяем наибольший отрезок при удалении коромысла:
;;
Аналогично определяем величины отрезков Z при возвращении коромысла. Наибольшее значение при возвращении коромысла:
;
Направление вращения кулачка принимаем противоположным направлению вращения коромысла при его удалении. Соединив последовательно конечные точки отрезков плавной кривой, получим геометрическое место концов отрезков.
Через крайние точки отрезков проводим прямые под минимальным углом передачи к данным отрезкам. Областью центра вращения кулачка будет заштрихованный участок, являющийся общим для областей возможных центров вращения кулачка всех положений толкателя.
Соединив выбранный центр вращения кулачка с точкой, получим искомый минимальный радиус-вектор кулачка. На расстояние Е От прямой QR Проводим прямую CE Угла CEH. Отрезок является минимальным радиусом кулачка при данном экцентриситете.
Г) Профилирование кулачка
Для решения поставленной задачи воспользуемся методом обращения движения механизма.
Через произвольную точку, лежащую на продолжении оси абцисс диаграммы, проводим вертикаль - траекторию точки A толкателя,- и размечаем ее в соответствии с диаграммой, для чего через точки ; и т. д. проводим горизонтальные прямые до пересечения с прямой в точках ; и т. д. Слева от прямой на расстоянии экцентриститета E проводим прямую EO и засекаем ее из точки дугой радиуса, равного заданному радиусу теоритического профиля кулачка. Точка является центром вращения кулачка. При заданном вращении кулачка против часовой стрелки эксцетриститет откладывается воево от траектории точки.
Из точки О опускаем перпендикуляр на прямую. Обратим движение механизма. Тогда кулачок будет представляться нам неподвижным.
Траектория абсолютного движения точки А толкателя в ее обращеннем движении все время будет касаться окружности радиуса Е В точках;; и т. д. Для построения последовательных положении точки А Толкателя в обращенном движении следующим образом:
- 1. строим окружность радиуса ; 2. откладываем от прямой в направлении, противоположном вращении кулачка, заданные фазовые углы и получаем точки пересечения сторон этих углов с окружностью радиуса ; 3. дуги и, соответствующие углам и, делим на части в соответствии с делениями оси абсцисс диаграммы ( точки ); 4. проводим из точек и т. д. касательные к окружности радиуса Е (; и т. д.); 5. засекаем касательные дугами окружностей радиусов и т. д. в точках и т. д. Соединяя плавной кривой точки и т. д. получаем теоритический профиль кулачка.
Для получения практического профиля кулачка нужно построить огибающую дуг радиуса R ролика, имеющих центры на теоретическом профиле.
Для устранения самопересечения профиля кулачка, а также из конструктивных соображений длина R Радиуса ролика должна удовлетворять двум условиям: и Здесь минимальный радиус кривизны профиля кулачка.
В нашем случае радиус ролика находим по второму условию:
Практический профиль вычерчиваем как огибающую семейства дуг радиуса, равного радиусу ролика, которые проведены из центров, расположенных на центровом профиле кулачка.
Похожие статьи
-
Тип кулачкового механизма Кулачковый механизм типа II называется коромысловым и состоит из кулачка и толкателя (коромысла), который касается кулачка во...
-
Заключение - Исследование рычажного механизма долбежного станка
В ходе выполнения курсового проекта (работы) мы исследовали механизм долбежного станка и синтез кулачкового механизма. Курсовая работа по ТММ по своему...
-
0- стойка; 1- кривошип; 2- шатун; 3- ползун; 4- шатун; 5- коромысло. Таблица 1.- Кинематические пары. Обозначение пары. Подвижность пары. Звенья,...
-
Кинематический анализ рычажного механизма - Исследование рычажного механизма долбежного станка
При кинематическом исследовании ставят две основные задачи: 1. Определение положений звеньев и траектории заданных точек; 2. Определение линейных и...
-
Построение диаграмм движения толкателя. Исходные данные при проектировании : Угловая скорость кулачка: Масштабные коэффициенты: 1. Масштаб угла поворота...
-
Для определения скоростей точек механизма воспользуемся графоаналитическим методом расчета с помощью построения плана скоростей механизма. План скоростей...
-
Из произвольной точки (полюс) построим вектор, параллельный звену ОА и направленный от точки А к точке О, длиной 83,275 мм. Это вектор ускорения точки А...
-
Выбираем произвольно полюс Р и откладываем от него параллельно перпендикуляру к звену ОА в сторону вращения кривошипа вектор, изображающий скорость в...
-
Диаграмму перемещения строим в координатах S, . На оси абсцисс откладываем отрезок L0-12, изображающий полный угол поворота кривошипа. Делим этот отрезок...
-
Для определения ускорений точек механизма воспользуемся графоаналитическим методом расчета с помощью построения плана ускорений механизма. План ускорений...
-
Исходные данные для расчета кулачкового механизма: Max = 29 град - максимально допустимый угол давления NК = 1150 об/мин - частота вращения кулачка...
-
Силовое исследование структурного элемента (звенья 4, 5) Задачей силового расчета механизма является определение реакций во всех кинематических парах и...
-
В процессе выполнения курсового проекта использованы ссылки на следующие нормативные документы: ГОСТ Р 1.5-2002 ГСС РФ. Стандарты. Общие требования к...
-
Введение - Исследование рычажного механизма долбежного станка
Машиностроению принадлежит ведущая роль среди других отраслей народного хозяйства, так как основные производственные процессы осуществляются машинами или...
-
Построение рычага Жуковского Для того, чтобы построить рычаг Жуковского, необходимо взять план скоростей звеньев механизма, повернуть его на 90 и,...
-
Исходные данные в H ОА - 21; AB - 27; CD - 13; DO1 - 18; B - 27; PП. с. - 4300. Определение сил инерции ; . ;; ;. Определение моментов инерции (H*m) ; ....
-
1. Исходные данные: N1 = 280, n3 = 420, nH = 140. ; Колесо 3 остановлено. 2. Формула Виллиса: Где m - число внешних зацеплений z1 = 48; z2 = 24; z2' =...
-
Структурный анализ рычажного механизма - Исследование рычажного механизма долбежного станка
Задачи структурного анализа: Определить количество звеньев и их название (для плоского механизма); А) Определить число, класс, название кинематических...
-
К звеньям диады прикладываем силы тяжести, реакции отброшенных связей, силы инерции звеньев и согласно принципу Даламбера записываем векторное уравнение...
-
ЦЕЛЬ. Найти скорости и ускорения центров масс и угловые скорости, и угловые ускорения звеньев механизма. Определение скоростей методом построения планов...
-
Определение размеров кривошипа и шатунов Радиус кривошипа LOA =r определяется через ход поршня Н по формуле R =H/2 (2) Длины шатунов LAB = lAC =l...
-
Построение плана положений механизма Кинематический анализ механизма - это аналитический или графический процесс расчета, в результате которого...
-
Курсовой проект по прикладной механике является самостоятельной работой студента, завершающей изучение этой дисциплины. В процессе разработки проекта...
-
Долбежные станки - Исследование рычажного механизма долбежного станка
В данной курсовой работе представлен рычажный механизм долбежного станка. Долбежные станки предназначены для строгания вертикальных плоскостей, канавок,...
-
К звеньям ГНЗ прикладываем, реакции отброшенных связей, силы инерции звеньев и согласно принципу Даламбера записываем векторное уравнение равновесия сил...
-
В результате проведенного исследования рычажного механизма глубинного насоса произведен структурный, кинематический и силовой анализ механизма. Мы...
-
Исходные данные Кинематическая схема заданного механизма приведена на рис. 2, где механизм изображен в крайних и заданном положениях ( соответственно...
-
Исходные данные. Кинематическая схема заданного механизма приведена на рис.2, где механизм изображен в крайних и заданном положениях (соответственно...
-
Синтез и анализ механизма на ЭВМ., АНАЛИЗ РЫЧАЖНОГО МЕХАНИЗМА - Синтез и анализ машинного агрегата
Для расчета механизма на ЭВМ подготовлена таблица исходных данных (табл. 1.3). Таблица 1.3. Исходные данные для расчета механизма на ЭВМ Обозначение в...
-
Исходные данные Кинематическая схема заданного механизма приведена на рис.3, где механизм изображен в крайних и заданном положениях. Геометрические...
-
Синтез эвольвентного зубчатого зацепления. Рассматриваемые зубчатые механизмы предназначены для передачи непрерывного вращательного движения от ведущего...
-
Межцентровое расстояние ( между точками О1 и О3 ) L0 = X2 + Y12 = 2,5 м Относительные параметры механизма Р1 = L1 / L0 = 0,16 P2 = L2 / L0 = 1,16 P3 = L3...
-
Расчет механизма на ЭВМ - Синтез и анализ машинного агрегата (насос двойного действия)
Для расчета на ЭВМ подготовлена таблица исходных данных (табл. 1.3.) Таблица 1.3. Исходные данные для расчета на ЭВМ. Обозначения в программе Обозначения...
-
1. Механизм I класса - кривошип ОА связан со стойкой вращательной парой и равномерно вращается вокруг центра О (рис.1). - Угловое ускорения кривошипа,...
-
Рядовая зубчатая цилиндрическая передача согласно кинематической схемы, приведенной в задании на проектирование соединяет выходной вал планетарного...
-
Расчет параметров планетарного редуктора Планетарные редукторы обладают степенью подвижности W = 1 и имеют в своем составе зубчатые колеса (сателлиты) с...
-
Выбираем масштаб 1. Выбрав положение центра кулачка, чертим окружность радиусом кулачка. Откладываем в сторону противоположную вращения рабочий угол, и...
-
Грузоподъемность не более Наибольшая погрешность позиционирования не более 20 кг ±10 мм. Наибольшие перемещения по степени подвижности не более: - по...
-
Описание механизма МЕХАНИЗМ представляет собой 6-тизвенный рычажный механизм. КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СХЕМА механизма показана на рис.1: Звено 1 - Ведущее -...
-
1. Откладываем от делительной окружности( с учетом знака) расчетное смещение x1M и проводится делительная прямая исходного производящего контура реечного...
Синтез кулачкового механизма - Исследование рычажного механизма долбежного станка