Кінематичний аналіз кулачкового механізму, Побудова плану положень, Побудова діаграми
Побудова плану положень
Заданий кулачковий механізм (рис. 2.1) з розмірами:
Кутова швидкість 10
Мал. 2.1 Кінематична схема кулачкового механізму
Відповідно до вихідних даних будуємо в масштабі кулачок, масштабний коефіцієнт при цьому вибираємо .
Завдання аналізу кулачкового механізму зводиться до визначення положень штовхача в залежності від положення кулачка та встановлення швидкостей та прискорень штовхача. Для кулачкового механізму з обертальним рухом штовхача, з роликом, завдання визначення положення і переміщення штовхача вирішується наступним чином.
Центр обертання ролика завжди знаходиться від дійсного профілю кулачка на відстані, що дорівнює радіусу ролика. Геометричне місце точок, через які проходитиме центр обертання ролика, утворює собою центровий профіль кулачка. Для визначення становища штовхача застосовуємо спосіб звернення, тобто. кулачок залишаємо нерухомим, а штовхач разом зі стійкою повертаємо на заданий кут щодо осі обертання кулачка в протилежному напрямку його обертанню. Радіусом із центру обертання кулачка проводимо коло – геометричне місце точок положень центру обертання штовхача. Для визначення положення центру обертання штовхача для нульового положення на центровому профілі беремо точку найбільш наближену до осі кулачка і радіусом проводимо ще одне коло. на перетині отримуємо центр обертання штовхача для нульового положення (точка 0). Окружність радіусом від точки 0 ділимо на рівні частини по 15 градусів, отримуючи точки 1, 3, 4, 5, 6, 7. Проводимо з цих точок кола радіусом . Вони перетинатимуть центровий профіль кулачка в точках, у яких перебуватимеЦентр ролика штовхача для відповідних положень. Вимірюємо кути між відрізками довжиною і отримуємо кути, і т.д.
Додатково беремо точки 2, 8, 9, 14, що відповідають моменту переходу ролика від однієї ділянки кулачка до іншої (Під ділянкою розуміємо частину профілю кулачка з однаковим законом зміни профілю). Кутове переміщення штовхача визначатиме як різницю кутів довільного та початкового положення:
Лінійне переміщення ролика буде пропорційно до кутового переміщення:
Побудова діаграми переміщень штовхача
Діаграма переміщень штовхача будується так.
Будуємо систему координат. По осі ординат відкладаємо переміщення штовхача. По осі абсцис відкладатимемо кутове переміщення кулачка, масштабний коефіцієнт дорівнює .
Масштабний коефіцієнт переміщення штовхача
Побудова діаграм швидкості та прискорення штовхача
Діаграма швидкості штовхача будується шляхом графічного диференціювання діаграми переміщення методом хорд. Масштабний коефіцієнт діаграми швидкості штовхача:
де - відрізок, що відповідає повному обігу кулачка
- Полюсна відстань діаграми швидкості.
Діаграма прискорення будується шляхом графічного диференціювання діаграми швидкості. Масштабний коефіцієнт діаграми прискорення дорівнює
Для отримання величини швидкості необхідно помножити ординату діаграми швидкості на масштабний коефіцієнт. Для отримання величини прискорення штовхача необхідно помножити ординату діаграми прискорення на масштабний коефіцієнт.
Побудова діаграми зміни кута тиску
Кут тиску - це кут між вектором швидкості штовхача та нормаллю до точки торкання штовхача та кулачка. Для кожного положення кулачка вимірюємо куттиску і будуємо залежність кута тиску від кута повороту кулачка. Масштабний коефіцієнт