Курсовая работа: Проектирование зубчатого и кулачкового механизмов

2 СИНТЕЗ КУЛАЧКОВОГО МЕХАНИЗМА С ВРАЩАТЕЛЬНЫМ ДВИЖЕНИЕМ

Исходные данные:

Длина коромысла кулачкового механизма h=74мм

Фазовые углы поворота кулачка:

Угол удаления jу=100°

Угол дальнего стояния jд.с=40°

Угол возврата jв=70°

Рис.4. Схема кулачкового механизма

2.1 Расчет законов движения толкателя и построение их графиков

Закон изменения аналога ускорения поступательно движущегося толкателя на этапе удаления и возвращения задан в виде отрезков наклонных прямых.

В данном случае на этапе удаления

Интегрируя получаем выражение аналога скорости

и перемещения толкателя

Постоянные интегрирования С1 и С2 определяем из начальных условий: при  и , следовательно, С1 = 0 и С2 = 0.

При  имеем , поэтому из выражения получаем:

Подставив найденное значение а1 в выражение окончательно получаем:

Аналогичным образом, введя новую переменную  получаем закон изменения аналога ускорения на этапе возвращения в виде  Интегрируя последовательно получим:

Постоянные С3 и С4 определяются из начальных условий: при  и , следовательно, С3 = 0 и С4 = Н. Когда , поэтому  Таким образом, для этапа возвращения имеем:

На этапе удаления записываем уравнение для определения перемещения, аналог скорости и ускорения толкателя:

На этапе возвращения

По найденным выражениям вычисляются значения перемещения, аналогов скорости и ускорения толкателя. Результаты вычислений представим в виде таблицы 3.1. В данной курсовой работе углы удаления jу и возвращения jв разбивались на 10 равных интервалов каждый. Целесообразно определить максимальные значения скорости и ускорения толкателя на этапах удаления и возвращения. Для этого находим угловую скорость кулачка

 Далее определяем максимальные значения скорости и ускорения толкателя: на этапе удаления:

 

На этапе возвращения

Таблица 2.1 – Значения параметров движения поступательно движущегося толкателя

На этапе удаления
Положение
0	0,0		0		0,0972	0,0000		0.0000
1	10,0		0.1		0,0972	0,0170		0.0015
2	20,0		0.2		0,0972	0,0339		0.0059
3	30,0		0.3		0,0972	0,0509		0.0133
4	40,0		0.4		0,0972	0,0678		0.0237
5	50,0		0.5		-0,0972	0.0848		0.0370
6	60,0		0.6		-0,0972	0.0678		0.0503
7	70,0		0.7		-0,0972	0.0509		0.0607
8	80,0		0.8		-0,0972	0.0339		0.0681
9	90,0		0.9		-0,0972	0.0170		0.0725
10	100,0		1		-0,0972	0.0000		0.0740
На этапе возвращения
Положение
11		140		0	-0.1983		0.0000		0.0740
12		147		0.1	-0.1983		-0.0242		0.0725
13		154		0.2	-0.1983		-0.0485		0.0681
14		161		0.3	-0.1983		-0.0727		0.0607
15		168		0.4	-0.1983		-0.0969		0.0503
16		175		0.5	0.1983		-0.1211		0.0370
17		182		0.6	0.1983		-0.0969		0.0237
18		186		0.7	0.1983		0.0727		0.0133
19		196		0.8	0.1983		-0.0485		0.0059
20		203		0.9	0.1983		-0.0242		0.0015
21		210		1	0.1983		0.0000		0.0000

2.2 Построение профилей кулачка

Центровой профиль кулачка строится методом обращения движения. Кулачек останавливается, а толкатель совершает плоскопараллельное движение. В первую очередь я перенес десять положений толкателя с этапа определения минимального радиуса центрового профиля кулачка. Затем провел окружность радиуса r0 =0.5*h=0.5*82=41 с центром в точке О. Принимаем r0=42. Далее от луча А0O в направлении, противоположном действительному вращению кулачка отложил последовательно углы φу, φд, φв. Затем эти углы делятся на десять равных частей. Через каждую точку 1/,2/,3/ … n/ проводятся дуги радиуса А0В0. Через каждую точку Вi проводится дуга окружности с центром в точке О до пересечения с дугой проведенной из каждой Аi. Точки пересечения B/1,B/2… B/n являются точками центрового профиля кулачка, они соединяются плавной кривой. Для получения практического профиля кулачка проводят радиусом ролика rрол=0.2*r0=0.2*42=8,4 , множество окружностей с центрами в точках центрового профиля. Огибающие кривые семейства этих окружностей дают профили пазового кулачка. Радиус ролика выбирается самостоятельно.

ВЫВОДЫ

В курсовом проекте для расчета механизмов использовано два метода:

1) аналитический;

2) графический;

Аналитический метод позволяет нам более точно произвести расчет величин. Суть этого метода состоит в выполнении расчета по формулам. Но у этого метода есть свой недостаток: он требует большего внимания и времени, в отличие от графического метода.

Графический метод значительно проще. Он занимает меньше времени на вычислении искомых величин. Графический метод нагляден, но он имеет большую погрешность, чем аналитический.

В первой части был выполнен синтез зубчатой передачи: расчитаны параметры зубчатого зацепления, постоена картина зубчатого зацепления одной зубчатой передачи, построен планетарний механизм с расчётам его линейных и угловых скоростей графическим и аналитическим методами с допустимою погрешностью не более 5%.

В третьей части был выполнен анализ кулачкового механизма, построены графики ускорений, скоростей и угла поворота толкателя. Начерчена кинематическая схема кулачкового механизма.

Для того чтобы проконтролировать точность измерений и расчетов в курсовом проекте применялись программы для ПК: ТММ.ЕХЕ.

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК

1.  Гордиенко Э.Л., Кондрахин П.М., Стойко В.П. Методические указания и программы к кинематическому расчету механизмов на ПМК типа «Электроника» - Донецк: ДПИ, 1991. – 44 с.

2.  Кондрахин П.М., Гордиенко Э.Л., Кучер В.С. и др. Методические указания по проектированию и динамическому анализу механизмов – Донецк: ДонНТУ, 2005. – 47 с.

3.  Кучер В.С., Гордиенко Э.Л., Пархоменко В.Г. Методические указания к проектированию кулачковых механизмов – Донецк, 2003. – 30 с.

4.  Мазуренко В.В. Методичні вказівки до оформлення курсових проектів (робіт) – Донецьк: ДонДТУ, 2000. – 15 с