Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

ТММ курсовий проект

.pdf
Скачиваний:
147
Добавлен:
17.05.2015
Размер:
10 Мб
Скачать
☆

R'12 £ Q .

(4.4)

можливе заклинювання кулачкового механізму.

 

 

Зі збільшенням кута тиску υ зростає R12² = R12 × sin u тобто зростають

втрати енергії на тертя і відповідно зменшується

 

12¢ що призначена для

R

подолання сил опору Q.

Таким чином, від величини кута тиску залежить розподіл сил в кулачковому механізмі, його габаритні розміри і к.к.д. На основі теоретичних досліджень та експлуатації кулачкових механізмів встановлено, що максимально допустимі значення кута тиску: для штангових роликових - υДОП≤35 для коромислових - υДОП≤45 Детальніше про проектування кулачкових механізмів в залежності від кута тиску можна ознайомитися у відповідній літературі [6, 8].

4.3 Закон руху вихідної ланки

Під законом руху кулачкового механізму розуміють залежність переміщення, аналога швидкості, аналога прискорення штовхача від кута повороту кулачка або від часу. Закон руху штовхача визначається профілем кулачка і є основною характеристикою кулачкового механізму.

а)

б)

в)

 

Рисунок 4.4 – Типові закони руху

 

Закон руху, що вибирається конструктором на стадії проектування кулачкового механізму, повинен бути таким, щоб динамічні зусилля на ланках механізму були мінімальними, а його робота була плавною, без

71

ударів і вібрації. Для зменшення динамічних навантажень стараються вибирати закон руху, що забезпечує можливо менші прискорення штовхача.

В практиці проектування кулачкових механізмів найбільш характерними, що зображені на рисунку 4.4 для фази віддалення штовхача є такі три основні типи законів руху: а – лінійний; б – параболічний; в – синусоїдальний.

При лінійному законі (рисунок 4.4,а) швидкість руху штовхача на фазі віддалення постійна, прискорення рівне нулю, але на початку і в кінці фази прискорення прямує до нескінченності, що є причиною жорстких ударів. Такий закон припустимий при малій масі штовхача і малих швидкостях руху.

Для параболічного закону (рисунок 4.4, б) в точках розриву кривої аналога прискорення сили інерції мають кінцеву величину і викликають м’які удари.

Для синусоїдального закону руху (рисунок 4.4, в) зміна прискорення відбувається плавно і теоретично удари відсутні. Такий закон руху рекомендується для швидкохідних механізмів.

При виконанні курсового проекту закон руху може задаватися графічно, таблицями значень параметрів або аналітичними виразами для переміщень, швидкостей і прискорень з використанням безрозмірних коефіцієнтів (див. додаток Д, таблиця Д1).

4.4 Вихідні дані і основні етапи проектування

В завданні на курсовий проект вихідні дані задаються або безпосередньо, або можуть бути визначені на стадії проектування.

До вихідних даних відносяться:

1.Структурна схема механізму, що показує характер взаємодії ланок

іїх відносне розміщення (рисунок 4.1).

2.Максимальне лінійне або кутове переміщення вихідної ланки (хід штовхача h або кут повороту коромисла b).

3.Довжина коромисла l або зміщення е осі штовхача відносно осі обертання кулачка.

4.Кут робочого профілю кулачка φр або його фазові кути φВ, φДВ, φН.

5.Допустимий кут тиску υДОП.

6.Закон руху штовхача.

7.Частота обертання кулачка nk (об/хв).

Проектування кулачкового механізму можна розбити на три основні етапи.

72

На першому етапі проектування необхідно вибрати закон руху штовхача у відповідності із завданням на курсовий проект. Для проектування кулачкових механізмів передбачається дев’ять законів зміни аналога прискорення. Всі вони наведенні в таблиці Д1 (додаток Д). Закон руху задається у вигляді графіка та аналітичних виразів з використанням безрозмірних коефіцієнтів. Використовуючи програму синтезу кулачкових механізмів на ЕОМ [8], студент отримує результати розрахунку (див. додаток М), які використовує для побудови графіків руху штовхача.

На другому етапі вирішується задача визначення розмірів кулачка (мінімального радіуса R0 основного кола теоретичного профілю кулачка), при яких забезпечується зміна кута тиску в допустимих межах (для кулачкових механізмів з роликовим штовхачем) або визначення основних розмірів кулачкового механізму з умови опуклості профілю кулачка (для кулачкових механізмів з тарілчастим штовхачем).

На третьому етапі проектування кулачкових механізмів виконується розрахунок координат точок профілю кулачка графічним або аналітичним способом (з застосуванням ЕОМ) та здійснюється побудова профілю кулачка. Перевагу слід надавати аналітичному проектуванні профілю, оскільки досягається висока точність обчислень. В навчальних цілях використовуються поєднання графічних методів визначення параметрів кулачка з обчисленнями на ЕОМ. Програми синтезу кулачкових механізмів на ЕОМ [8] дозволяють виконати розрахунок основних геометричних параметрів кулачка (радіуса основного кола теоретичного профілю, зміщення осі штовхача від центра обертання кулачка, міжосьової відстані між центрами обертання кулачка і коромисла, координат профілю кулачка) для всіх основних типів кулачкових механізмів. Результати розрахунку студент отримує у вигляді роздруківки (див. додаток М).

4.5 Рекомендована послідовність проектування кулачкового механізму

1.Вибрати вихідні дані для синтезу кулачкового механізму та детально ознайомитися з програмою синтезу кулачкового механізму на ЕОМ [8].

2.Виконати розрахунок основних параметрів кулачкового механізму на ЕОМ та отримати роздруківку результатів розрахунку (див. додаток М).

3.Визначити радіус основного кола R0 теоретичного профілю кулачка (мінімального радіуса кулачка) графічним методом та порівняти його з визначеним аналітично та за допомогою ЕОМ.

4.Побудувати профіль кулачка за результатами обчислень на ЕОМ і показати методи визначення координат двох, трьох точок графічними побудовами (див. додаток М).

73

5. Оформити пояснювальну записку до розділу “Синтез кулачкового механізму” і прикласти роздруківку результатів розрахунку (див. приклад оформлення – додаток Ж).

4.6 Запитання для самоперевірки

1.Призначення й сфери застосування кулачкових механізмів.

2.Переваги й недоліки кулачкових механізмів.

3.Типи кулачкових механізмів та їх порівняльна характеристика.

4.Види замикання ланок у кулачкових механізмах. Їх переваги і недоліки.

5.Основні параметри кулачкових механізмів. Поняття про фазові кути й кути профілю кулачка.

6.Побудова діаграм переміщень, аналогів швидкостей і прискорень. Масштаби.

7.Задачі кінематичного та динамічного синтезу кулачкових механізмів.

8.Залежність розмірів кулачка від кута тиску.

9.Характеристика законів руху штовхача. “М’які” та “жорсткі” удари в кулачкових механізмах.

10.Визначення мінімального радіуса кулачка.

11.Основні вимоги, що ставляться до профілю кулачка з плоским штовхачем.

12.Причини заклинювання ланок кулачкового механізму.

13.Суть методу зворотного руху.

14.Побудова теоретичного та практичного профілю кулачка.

15.Визначення радіуса ролика.

16.Як визначається ступінь рухомості кулачкового механізму?

17.Чи можливе явище заклинювання в кулачковому механізмі з плоским штовхачем? Доведіть.

18.Умова самоперетину профілю кулачка.

19.Поняття про еквідистантні криві.

20.Побудова миттєвого замінюваного механізму для кулачкового механізму.

74

ЛІТЕРАТУРА

1.Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. – М.: Наука,

1988. – 640с.

2.Теория механизмов и машин /Фролов К.В., Попов С.В., Мусатов А.К. и др.; под ред. К.В. Фролова. – М.: Высш. шк., 1987. – 496с.

3.Кіницький Я.Т. Теорія механізмів і машин. Підручник. – К.: Наукова думка, 2002. – 660с.

4.Кіницький Я.Т. Практикум із теорії механізмів і машин: Навчальний посібник. – Львів: Афіша, 2002. – 452с.

5.Курсовое проектирование по теории механизмов и машин / Кореняко А.С., Кременштейн Л.И., Петровский С.Д. и др.; под. ред. А.С. Кореняко. – К.: Вища школа, 1970 – 330с.

6.Попов С.А., Тимофеев Г.А. Курсовое проектирование по теории механизмов и машин. – М.: Высш. шк., 1998. – 351с.

7.Курсове проектування з теорії механізмів і машин: Навчальний посібник / Є.І. Крижанівський, Б.Д. Малько, В.М. Сенчішак та ін. – ІваноФранківськ: Вік, 1996. – 357с.

8.Вірник М.М. Курсове проектування з теорії механізмів машин: Навч. посібник. – Вінниця: ВДТУ, 2002. – 230с.

9.Теорія механізмів і машин. Механічні передачі: Навч. посібник / І.І. Вишенський. – К.: НМКВО, 1992. – 356с.

10. Мохнаток А.І. Синтез кулачкових механізмів на ЕОМ: Навч. посібник. – К.: НМК ВО, 1992. – 188с.

11. Синтез планетарних передач на ЕОМ. Навчальний посібник до курсового проектування з дисципліни “Теорія механізмів і машин” / А.І. Мохнаток. – Вінниця: ВДТУ, 1997. – 73с.

75

ДОДАТКИ

76

ДОДАТОК А

 

Таблиця А1 – Значення коефіцієнтів корекції х1= –х2

для рівнозміщеного

зачеплення

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z2

 

 

 

Значення при z1

 

 

 

 

11

12

13

14

 

15

16

17

 

 

 

20

 

0,356

0,300

0,250

0,200

 

0,155

0,115

0,102

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21

 

0,360

0,310

0,264

0,220

 

0,181

0,144

0,110

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22

 

0,382

0,328

0,283

0,239

 

0,201

0,165

0,131

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

23

 

0,394

0,340

0,298

0,255

 

0,218

0,182

0,148

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24

 

0,408

0,357

0,313

0,271

 

0,235

0,199

0,165

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25

 

0,415

0,368

0,324

0,283

 

0,247

0,210

0,178

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26

 

0,422

0,379

0,335

0,295

 

0,259

0,221

0,191

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

27

 

0,430

0,389

0,347

0,308

 

0,270

0,232

0,205

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

28

 

0,436

0,395

0,354

0,318

 

0,279

0,242

0,214

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

29

 

0,442

0,401

0,362

0,329

 

0,288

0,252

0,228

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30

 

0,448

0,408

0,370

0,339

 

0,297

0,262

0,233

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

31

 

0,454

0,415

0,377

0,350

 

0,306

0,272

0,242

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

32

 

0,460

0,422

0,385

0,360

 

0,315

0,282

0,251

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

34

 

0,470

0,431

0,395

0,368

 

0,327

0,294

0,265

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

36

 

0,478

0,440

0,405

0,377

 

0,339

0,307

0,278

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

38

 

0,487

0,450

0,417

0,386

 

0,351

0,320

0,292

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40

 

0,496

0,460

0,427

0,396

 

0,363

0,333

0,306

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

44

 

0,505

0,470

0,439

0,408

 

0,377

0,349

0,322

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

48

 

0,515

0,481

0,451

0,420

 

0,391

0,365

0,339

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

52

 

0,524

0,492

0,461

0,431

 

0,403

0,377

0,353

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

77

ДОДАТОК Б

Таблиця Б1 – Значення коефіцієнтів Dу для нерівнозміщеного зачеплення при 2³ U12 ³ 1

z1

 

 

11

12

 

 

13

 

 

14

 

15

 

 

 

16

17

 

Dу

 

 

0,127

0,145

 

 

0,160

 

0,175

 

0,190

 

0,202

0,215

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z1

 

 

18

19

 

 

20

 

 

21

 

22

 

 

 

23

24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Dу

 

 

0,227

0,239

 

 

0,250

 

0,257

 

0,265

 

0,270

0,278

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблиця Б2 – Значення коефіцієнтів x1

і x2 для нерівнозміщеного

 

зачеплення при 2³ U12 ³ 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Значення при z1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z2

 

 

 

11

 

12

 

 

 

 

 

13

 

14

 

 

 

 

15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

х1

 

х 2

 

х 1

 

 

х 2

 

x1

 

х 2

 

х 1

 

х 2

 

х 1

 

х 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

 

0,534

 

0,322

 

0,566

 

0,376

 

0,588

 

0,426

 

0,600

 

0,485

 

0,609

 

0,547

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18

 

0,568

 

0,312

 

0,609

 

0,358

 

0,638

 

0,405

 

0,661

 

0,452

 

0,677

 

0,508

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

 

0,601

 

0,303

 

0,646

 

0,345

 

0,676

 

0,389

 

0,706

 

0,433

 

0,371

 

0,481

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22

 

0,630

 

0,297

 

0,679

 

0,337

 

0,714

 

0,376

 

0,745

 

0,419

 

0,775

 

0,463

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

23

 

–––

 

–––

 

0,693

 

0,334

 

0,730

 

0,372

 

0,763

 

0,414

 

0,792

 

0,458

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24

 

–––

 

–––

 

0,706

 

0,333

 

0,745

 

0,369

 

0,780

 

0,409

 

0,813

 

0,449

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25

 

–––

 

–––

 

–––

 

–––

 

0,758

 

0,368

 

0,796

 

0,405

 

0,830

 

0,445

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26

 

–––

 

–––

 

–––

 

–––

 

0,773

 

0,365

 

0,813

 

0,400

 

0,848

 

0,440

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

28

 

–––

 

–––

 

–––

 

–––

 

–––

 

–––

 

0,840

 

0,397

 

0,881

 

0,431

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30

 

–––

 

–––

 

–––

 

–––

 

–––

 

–––

 

–––

 

–––

 

0,908

 

0,428

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

78

Продовження таблиці Б2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Значення при z1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z2

 

 

16

 

 

 

 

 

17

 

 

 

 

18

 

 

 

 

 

19

 

 

20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

х 1

 

х 2

 

х 1

 

 

х 2

 

 

 

х 1

 

 

х 2

 

 

 

х 1

 

 

х 2

 

х 1

 

 

х 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

 

0,744

 

0,528

 

0,756

 

0,580

 

0,756

 

0,639

 

0,756

 

0,699

0,755

 

 

0,755

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22

 

0,793

 

0,507

 

0,809

 

0,554

 

0,814

 

0,609

 

0,830

 

0,652

0,831

 

 

0,707

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24

 

0,834

 

0,491

 

0,856

 

0,534

 

0,871

 

0,579

 

0,888

 

0,673

0,892

 

 

0,715

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26

 

0,869

 

0,480

 

0,898

 

0,517

 

0,916

 

0,561

 

0,937

 

0,601

0,948

 

 

0,645

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

28

 

0,907

 

0,467

 

0,936

 

0,504

 

0,958

 

0,543

 

0,980

 

0,583

0,997

 

 

0,624

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30

 

0,936

 

0,462

 

0,968

 

0,496

 

0,994

 

0,532

 

1,017

 

0,571

1,038

 

 

0,608

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

32

 

0,967

 

0,455

 

0,999

 

0,490

 

1,026

 

0,525

 

1,054

 

0,559

1,076

 

 

0,594

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

34

 

–––

 

–––

 

1,030

 

0,483

 

1,059

 

0,516

 

1,088

 

0,550

1,110

 

 

0,584

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

36

 

–––

 

–––

 

–––

 

 

–––

 

 

1,088

 

0,511

 

1,117

 

0,545

1,141

 

 

0,578

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

38

 

–––

 

–––

 

–––

 

 

–––

 

 

–––

 

 

–––

 

1,145

 

0,540

1,173

 

 

0,570

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40

 

–––

 

–––

 

–––

 

 

–––

 

 

–––

 

 

–––

 

 

–––

 

 

–––

1,201

 

 

0,567

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблиця Б3 – Значення коефіцієнтів Dу та х1 для нерівнозміщеного

зачеплення при 5³ U12 ³ 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z1

11

12

 

13

 

 

14

 

 

15

 

16

 

 

17

 

 

18

 

 

19

 

20

 

 

21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Dу

0,16

0,17

 

0,18

 

0,19

 

0,20

 

0,21

 

0,22

 

0,23

 

0,24

 

0,25

 

 

0,25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

х 1

0,66

0,73

 

0,80

 

0,86

 

0,92

 

0,98

 

1,04

 

1,10

 

1,16

 

1,22

 

 

1,27

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

79

 

Таблиця Б4 – Значення коефіцієнтів х2

для нерівнозміщеного зачеплення

при 5 ³ U12

³ 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z2

 

 

 

 

Значення z1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25

0.442

0.425

-

-

-

-

-

-

-

-

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30

0.501

0.486

0.471

0.468

-

-

-

-

-

-

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

35

0.556

0.542

0.528

0.522

0.518

0.512

0.505

-

-

-

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40

0.610

0.596

0.582

0.577

0.575

0.569

0.564

0.560

0.553

-

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

45

0.661

0.648

0.635

0.632

0.628

0.624

0.620

0.616

0.611

0.606

0.566

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50

0.709

0.696

0.685

0.684

0.682

0.677

0.674

0.671

0.667

0.662

0.628

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

55

0.754

0.745

0.734

0.731

0.728

0.727

0.722

0.720

0.716

0.677

0.677

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

60

-

0.789

0.782

0.780

0.779

0.778

0.777

0.773

0.772

0.769

0.729

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

80