Питання до захисту 3 креслення

1. Задачі синтезу кулачкових механізмів – 2 бали.

Задача синтезу кулачкових механізмів полягає в проектуванні профілю кулачка, що задовольняє певні умови:

• закон руху вихідної ланки (штовхача);

• обмеження кута тиску;

• умову опуклості профілю кулачка для кулачкових механізмів із плоским штовхачем.

2. Кулачкові механізми: їх види, область застосування, переваги – 3 бали.

3. Закони руху штовхача – достоїнства, недоліки – 2 бали.

4. Поняття про фазові кути – 4 бали.

Кут повороту кулачка, що відповідає підніманню штовхача, називається кутом віддалення .

Кут повороту кулачка, що відповідає верхньому нерухомому положенню штовхача, називається кутом дальнього стояння .

Кут повороту кулачка, що відповідає опусканню штовхача, називається кутом повертання .

Кут повороту кулачка, що відповідає нижньому нерухомому положенню штовхача, називається базовим кутом або кутом близького стояння .

.

(10.1)

5. Поняття про кути тиску та передачі руху – по 4 бали.

Кутом тиску називається гострий кут у точці контакту між вектором швидкості штовхача та нормаллю до профілю кулачка.

Кутом передачі називається кут між абсолютною та відносною швидкостями в точці контакту кулачка та штовхача (це додатковий кут). Позначається як :

6. Визначення мінімального радіуса кулачка в залежності від виду кулачкового механізму – 5 балів.

Розглянемо методику визначення мінімального радіуса кулачка на прикладі центрального кулачкового механізму з поступально рухомим штовхачем (рис. 10.17).

Закон руху штовхача отримано методом подвійного графічного інтегрування графіка аналога прискорення - див. п. 7.10.1.1; отримані графіки аналога швидкості (рис. 10.17, б) і переміщення (рис. 10.17, а).

Масштаби графіків отримано за наступною методикою [10, c.12-15]:

• Масштаб переміщення, м/мм:

,

(10.30)

де - максимальний хід штовхача, м (за завданням); - максимальна ордината графіка переміщення, мм.

• Масштаб аналога швидкості, м/мм:

,

(10.31)

де - полюсна відстань при графічному інтегруванні графіка , мм; - масштаб кута повороту, рад/мм, приймається перед початком інтегрування.

• Масштаб аналога прискорення, м/мм:

,

(10.32)

де - полюсна відстань при графічному інтегруванні графіка , мм.

Будуємо діаграму залежності аналога швидкості від переміщення (рис. 10.17, в):

1. Приймаємо напрям кутової швидкості кулачка ( ) за годинниковою стрілкою.

2. По вісі переміщення від т. 0 відкладаємо відрізки, рівні або пропорційні (за умови вибору іншого масштабу ) ординатам графіка переміщення штовхача .

3. Точки розподілу нумеруємо, причому при підйомі штовхача ( ) точки 1...4 ставимо праворуч від осі (при заданому напрямку ), а при опусканні ( ) - точки 5...9 - ліворуч від осі .

4. Через отримані точки 1...8 проводимо горизонтальні прямі, на яких відкладаємо відрізки , пропорційні аналогам швидкостей з графіка :

,

(10.33)

де - ординати графіка , мм; - масштаб графіка ; - масштаб діаграми .

5. З'єднуємо точки плавною кривою та отримуємо діаграму залежності аналога швидкості від переміщення штовхача, тобто .

Задачею динамічного синтезу кулачкового механізму є визначення такого мінімального радіуса профілю кулачка , за якого змінний кут передачі в жодному положенні кулачкового механізму не буде менший за , тобто .

5. Через крайні точки отриманої діаграми проводимо дві дотичні під кутом до відповідної горизонтальної прямої. Точка перетину цих дотичних дає початок області (заштрихована), де можна вибрати центр обертання кулачка, при цьому кут передачі , а кут тиску .

6. Якщо кулачковий механізм центральний ( ), то з'єднуємо т. з т. 0,9 (див. рис. 10.17, в). Це й буде мінімальний радіус кулачка:

.

(10.34)

7. Профілювання кулачка методом обернення руху – 4 бали.

Для профілювання кулачка застосовується метод обернення руху, згідно з яким усій системі, а саме, кулачку, штовхачу та його напрямним, надається кутова швидкість, однакова за величиною, але протилежна за напрямком кутовій швидкості кулачка ( ). Тоді кулачок вважається нерухомим, а штовхач обертатиметься навколо центра кулачка, описуючи вістрям його центровий (теоретичний) профіль.

Розглянемо профілювання кулачка центрального кулачкового механізму з поступально рухомим штовхачем (рис. 10.18), для якого в п.10.7 була розглянута методика визначення мінімального радіуса кулачка.

1. Для побудови профілю кулачка скористаємося графіком переміщення штовхача .

2. Приймаємо масштаб довжини , м/мм.

Примітка: Якщо радіус кулачка знаходиться в межах 50...100 мм, то рекомендується прийняти ; якщо > 100 мм, то можна брати або . При менш за 50 мм, то рекомендується прийняти (2:1) або (2,5:1).

3. Із довільного центра проводимо коло радіусом , і через центр - вертикальну вісь руху штовхача (оскільки кулачковий механізм – центральний).

4. На вісь руху штовхача проектуємо ординати графіка переміщення штовхача ( Увага! Тільки за умови рівних масштабів і , інакше відрізки будуть пропорційні ординатам).

5. У бік оберненого руху (проти напрямку ) від вертикальної осі відкладаємо фазові кути , і .

3. Кути і ділимо так, як вони поділені на всіх графіках, зокрема, на (на рис. 10.18 – на чотири частини). Промені нумеруємо .

4. На кожному промені з центра за допомогою циркуля робимо засічку радіусом , де - переміщення штовхача.

5. Отримуємо точки , які з'єднуємо плавною кривою – це центровий або теоретичний профіль кулачка.

6. Вибираємо радіус ролика за умовою .

7. Для отримання дійсного (практичного) профілю кулачка з кожної точки центрового профілю кулачка проводимо коло радіусом . Внутрішня обвідна, що торкається всіх цих кіл, і є дійсний (практичний) профіль кулачка (рис. 10.18).

8. Замикання вищої кінематичної пари – силове, геометричне – 3 бали.

Силове замикання здійснюється або під дією власної сили тяжіння штовхача, або за допомогою пружини (рис. 10.1...10.5, 10.8).

Геометричне замикання здійснюється за допомогою паза, нарізаного на шайбі, яким спрямовується рух ролика штовхача (рис. 10.9).

9. Поняття про центровий та дійсний профілі кулачка – 3 бали.

10. Призначення ролика – 1 бал.