Перечень условных обозначений

n – число подвижных звеньев,

p₅ – число кинематических пар пятого класса,

p₄ – число кинематических пар четвертого класса,

n_i – частота вращения i-го звена машины ,об/мин,

ω_i – угловая скорость i-го звена ,рад/с,

ω_к – угловая скорость кулачка

ε_i – угловое ускорение i-го звена , рад/с²,

l_О1А – длина звена (в данном случае О₁А) ,м,

Ф_i – главный вектор сил инерции i-го звена, Н,

m_i – масса i-го звена, кг,

М_Фi – главный момент сил инерции i-го звена, Нм,

J_Si – момент инерции относительно оси, проходящей через центр масс i-го звена,кгм²,

G_i – сила тяжести i-го звена, Н,

R_ij – сила реакции в кинематической паре со стороны i-го звена на j-тое, Н,

P –внешняя сила (Н).

h_Фi – плечо пары сил инерции в масштабе кинематической схемы, мм.

J_пр – приведенный момент инерции машины, кг м²

М_с – приведенный момент сил сопротивления ,Н;

М_д – приведенный момент движущих сил, Н;

1 Синтез кулачкового механизма

Целью синтеза является проектирование профиля кулачка, обеспечивающего заданный закон движения толкателя. Дополнительное условие: углы давления на участках удаления и сближения не должны превышать предельно допустимые

1.1 Построение графиков аналогов ускорений толкателя

Закон движения толкателя задан как зависимость ускорения (а) тол­кателя от угла поворота кулачка(φ) для каждой из фаз движения. Для получения аналогов ускорений поделим ускорения на .В результате получим:

для участка удаления

(1)

(2) для участка сближения

(3)

Разобьем углы удаления и сближения на некоторое количество частей и вычислим значения аналогов ускорения в этих точках.

Таблица 1 – Значения аналогов ускорения

Фаза удаления			Фаза сближения
1	0	0,046	14	0	-0,05
2		0,046	15		-0,047
3		0,046	16		-0,038
4		0,046	17		-0,025
5		0,046	18		-0,0086
6		0,046	19		0,0086
7		переходная	20		0,025
8		-0,015	21		0,038
9		-0,015	22		0,047
10		-0,015	23		0,05
11		-0,015
12		-0,015
13		-0,015

По результатам расчетов строим график . Масштаб =0,0005 ,

.

1.2 Построение графика аналогов скорости и перемещения толкателя

Графики аналога скорости . и перемещения тол­кателя получаем поочередно графическим интегрированием. При этом масштаб сохраняется, а для того, чтобы масштабы были равны масштабу графика аналога ускорения ,

полюсные расстояния H₁ и Н₂ примем равными:

(4)

Н₁ =Н₂=1/0,0174=57 мм

1.3 Построение фазового портрета

При построении фазового портрета ( зависимости S = S(S^') ) , ось перемещений S направ­ляем вертикально вверх по ходу толкателя. Так как кулачок вращается против часовой стрелки, то положитель­ные значения S^’, соответствующие фазе удаления толкателя, отклады­ваем влево, а отрицательные (фаза сближения) вправо от оси перемещений,

К построенной диаграмме проводим касательные: под углом

со стороны фазы удаления и под углом со стороны фазы сближения. Точка пересечения этих касательных оп­ределяет ось вращения кулачка O₁ Расстояние от точки O₁ до начала координат дает минимальный радиус основной шайбы ; расстояние до оси S - соответствующий эксцентриситет е.

1.4 Определение минимальных размеров

(5)

, (6)

1.5 Построение теоретического и практического кулочка

Профиль кулачка строим, используя метод обращения движения, заключающийся в том что всему кулачковому механизму вокруг центральной оси задаем угловую скорость равную угловой скорости кулачка, но противоположно направленную. В результате в обращенном механизме кулачок неподвижен , а толкатель вращается вместе со стойкой.

При построении профиля кулачка используем мас­штаб

Построение практического профиля кулачка [1]

Экспериментально определяем минимальный радиус кривизны кулачка

Радиус ролика из условия самопересечения профиля:

(7)

Радиус ролика из условия размещения опор:

*R₀

мм

Примем радиус ролика равным 20 мм.

Найденным радиусом ролика из произвольных точек теоретического профиля описываем дуги и строим их огибающую, в результате чего получаем рабочий профиль кулачка.

2 Кинематический и силовой анализ рычажного механизма

Целью силового анализа является определение реакций в кинематических парах и уравновешивающего момента. Расчет выполняется методом планов сил, а уравновешивающий момент дополнительно рассчитывается методом рычага Жуковского.

2.1 Структурный анализ рычажного механизма

Рисунок 2

Формула Чебышева

(7)

Мех1кл Гр2кл2пор(2;3)ВПВ Гр2кл2пор(4;5)ВВП Мех2кл

2.2 Кинематический синтез рычажного механизма по заданным кинематическим параметрам

Рисунок 3 Кинематический синтез рычажного механизма

(8)

(9)

(10)

(11)

2.3 Кинематический анализ рычажного механизма в силовом положении с использованием ЭВМ

1) Угол наклона выбранной оси к правой горизонтали Q=90̊

2) Число групп Ассура М=2

3) Число положений для анализа N=1

Мех 1 кл

1) Длина кривошипа АК=0.095 м

2)угловая скорость кривошипа WK=-20.5

3) Начальный угол поворота кривошипа FO=128,576

Таблица 2

Описание параметров	К=1	К=2
Звено присоединения к предыдущей группе	0	2
Длина дополнительного вектора	-	0,1
Угол дополнительного вектора	-	0
Вид группы Ассура	ВПВ(4)	ВВП(2)
Длина звеньев	0 0	0,3 0
Координата соединения со стойкой	0 -0,06	0 -0,06
Признак сборки	1	-1
Длины векторов дополнительных точек	0 0,05	0,15 0
Дополнительные углы дополнительных точек	0 180	0 0