- •Кинематический анализ механизма.
- •1. Структурный анализ плоских механизмов
- •2. Кинематический анализ механизмов
- •2.1 Построение планов положений
- •2.2. Построение траекторий точек
- •2.3 Построение планов скоростей
- •2.4. Построение планов ускорений
- •Лист n°2 Динамическое исследование механизма
- •1. Кинетостатический расчет механизмов методом планов сил
- •2. Определение уравновешивающей силы методом жуковского
- •Лист 3 Проектирование кулачкового механизма
- •Лист 4 Проектирование эвольвентного зацепления и кинематика многозвенных зубчатых передач
- •Курсовой проект по теории механизмов и машин
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)r0. = 15 мм.