Методика вибору закону руху штовхача кулачкового механізму

 

Закон руху штовхача задається у вигляді діаграми , яка утворюється прямими лініями, що з’єднують точки, перелічені у відповідних варіантах додатку Н. Ці точки задаються буквами і цифрами 1,2,...,8. Верхня частина діаграми описується буквами , а нижня – буквами .

Наприклад, закон руху штовхача заданий таким описом:

.

За першим прикладом закон руху штовхача показаний суцільною лінією, а за другим прикладом – пунктирною.

При кресленні діаграми треба врахувати, що відрізок приймається приблизно 160 мм і відповідає куту віддалення в радіанах. Величину ординати на цій діаграмі приймати в межах 80 – 100 мм. Для подальшого визначення мінімального радіуса – вектора кулачка рекомендується діаграми , і будувати з рівними чисельно, але стандартними масштабними коефіцієнтами

.

Для цього треба приймати полюсну відстань при графічному інтегруванні .

Для кулачків з коливальним штовхачем краще перейти від закону до закону , враховуючи залежність , де S – дуга кінця штовхача довжиною l в метрах (див. додаток Н), який повертається під час роботи на кут ψ в радіанах.

Примітка. Для позбавлення від ударних явищ, які виникають як слідство раптової зміни пришвидшення, а відтак і сили інерції, допускається корегувати закон аналога пришвидшення штовхача на ділянках виникнення ударів заміною вертикальних ділянок на похилі на частці кута віддалення, що дорівнює половині однієї частки, на яку поділявся кут віддалення. Наприклад, заданий закон зміни аналога прискорення № 2, що наведений на рисунку 7.1 пунктирною лінією, треба замінити законом, наведеним на рисунку 7.2.При цьому треба врахувати, що площа верхньої частини діаграми повинна бути рівною площі її нижньої частини.

Якщо ці площі не збігаються, то треба відкорегувати одну з частин (верхню, або нижню) за рахунок її ординати.

 

РОБОТА З ПРОГРАМАМИ НА ЕОМ

 

Програма MECHANIK

Програма MECHANIK або (MECH) використовується для розрахунків по таких темах:

а) шифр даних;

б) синтез механізмів;

в) малювання механізмів;

г) функції положення;

д) динаміка механізмів;

е) кінематика механізмів;

ж) кінетостатика;1

з) вихід з програми.

Програма MECHANIK або (MECH) для завдання 4(21) вмикається окремо.

Шифр даних. Увести свій особливий шифр для утворення файлу де будуть зберігатись усі Ваші розрахункові дані. Спочатку, в перший раз, ПК вкаже Вам, що “такого файлу не існує”, але натисніть “Enter” і продовжуйте далі.

Синтез. Спочатку з’явиться табличка “Вибір завдання”, в якому за допомогою клавіш виберіть свій номер завдання.

Після вибору номера завдання натисніть “Enter” і з’явиться табличка “Початкові дані”

Примітка: 1 Тут і далі для уведення своїх числових даних треба навести на відповідний параметр світлу смугу і натисніть “Enter”. З’явиться блимаючий знак питання. Знищення числа здійснюється клавішею (забій), і, далі, набрати своє число, враховуючи розмірність параметру, і знову “Enter”.

2 Центри ваги ланок вважати розташованими на серединах ланок.

3 Моменти інерції ланок визначити за формулою

Після уведення всіх параметрів, дивись нижній рядок цієї таблиці, натиснути “Space”. З’явиться таблиця “Результати синтезу”.

В цій таблиці: - довжини ланок; “альфа 10” = - кут, що показує початкове положення ведучої ланки, тобто на початку фази робочого ходу; “альфа 1К” = - кут, що показує положення ведучої ланки в кінці фази робочого ходу; “альфа 7” = - кут між віссю Х₁ і вертикальною, напрямленою униз, віссю; “альфа 6” = - кут між осями Х і Х₁ механізму; “альфа 33” = - кут між ланкою 3 і 31, якщо вони утворюють трикутник, якщо ні - = 0; “альфа 3s3” = - кут між ланкою 3 і лінією, на якій розташовується центр ваги ланки 3-31; “К” – коефіцієнт зміни середньої швидкості вихідної ланки; “Тета” – θ – кут між положеннями ланки 2 на початку і в кінці робочого ходу; “Note” – нотування положення ланки 3 відносно вісі Х. Якщо ланка 3 розташована з боку додатного напрямку осі Y, то Note = 1, якщо ні, то Note = -1; “КР” – ознака, яка фіксує положення вихідної ланки на початку робочого ходу відносно точки О₂. Якщо вихідна ланка на початку робочого ходу знаходиться у ближньому до точки О₂ положенні, то КР = 1, якщо ні, то КР = -1.

Малювання механізму. В цьому розділі спочатку з’явиться таблиця “Початкові дані”, де будуть вказані усі розміри, визначені в п. “Синтез”. Якщо у завданні синтез не робиться, то тепер можна увести в цю таблицю усі необхідні дані.

Дивись меню унизу таблиці: Клавішею F2 можна зафіксувати усі уведені дані у файл, який Ви набрали в п. ”Шифр даних”. Натиснувши “Space”, Ви побачите свій механізм спочатку у двох крайніх положеннях, а затим, натиснувши “Enter” - у положенні, заданому кутом α₁. Натиснувши “Enter” ще раз, Ви побачите свій механізм у робочому стані, тобто рухаючим. Клавішею “Esc” перейдете на початок цього розділу і можете відкоригувати вхідні дані.

Функції положення. В таблиці “Початкові дані” треба увести кут α_1, який задається викладачем, і перевірити усі вхідні дані. Натиснувши “Space”, отримаєте “Результати розрахунку”.

Увага! В таблиці “Результати розрахунку” є меню – F4: таблиця. Саме з цієї таблиці викладач задає Вам кут α₁.

Динаміка. Перевірте вхідні дані і уведіть нові, опускаючи стрілкою ↓ світлу смугу униз поки вона (смуга) не повернеться на початок таблиці.

Кінематика. Перевірте вхідні дані. Для отримання результатів розрахунків натисніть “Space” і чекайте появи таблиці “Результати розрахунків”.

Кінетостатика. Усі дії такі ж, як і в попередніх розділах.

 

Програма ZUB

Вхід в програму такий самий, як і в програму MECH. При натискуванні на клавішу ZUB.EXE з’явиться напис: Введіть ім’я файлу (8 літер максимум). Введіть своє прізвище або якусь свою абревіатуру і натисніть “Enter”. З’явиться таблиця

де Z₄ і Z₅ – числа зубців коліс 4 і 5, зачеплення яких розглядається; М_зр – зведений момент рушійних сил в Нм, приймається з розрахунків 1-го аркуша “Динаміка механізму”.

Після введення цих даних з’явиться таблиця:

	U45 = M4 = aw = mod =		Mod = aw = a = y = αw = XS = X4 = X5 =

 

Курсор в правій частині можна пересувати між mod і a_w – тобто тут можна міняти значення модуля, якщо треба розрахувати зачеплення при модулі, визначеному не з розрахунку на міцність, та a_w - якщо треба вписатись у задану, а не розраховану міжосьову відстань.

При введенні нового значення a_w і натиску на клавішу “Enter”, значення коефіцієнтів Х₄ і Х₅ міняються і з’являються саме ті, які потрібні для вписування у вказану міжосьову відстань.

Після цього натисніть “Space” і з’явиться велика таблиця, в якій треба увести значення Х₄ і Х₅, натиснути “Enter” і з’являться усі необхідні розміри зубчатих коліс 4 і 5, а також їх якісні характеристики.

Унизу лівої таблиці є значення . Міняючи значення Х₄ і Х₅ в межах їх границь, можна добитись рівності вказаних параметрів, тобто забезпечити умову рівнозношеності.

 

8.3 Програма ZUB_COL

 

Програма ZUB_COL використовується для того, щоб студент міг би побачити, як здійснюється нарізання зубчатого колеса із заданими числом зубців і модулем. За допомогою цієї програми можна побачити профіль усього колеса після нарізання або тільки одного зуба. Це дає змогу порівняти профіль зуба, який викреслюється звичайним та комп’ютерним способами. Програма дає можливість міняти числа зубців, модуль, коефіцієнт зміщення інструмента.

Вхід до програми такий самий, як і до інших програм.

 

Програма KULAK

Програма KULAK використовується для проектування кулачків з різними типами штовхачів. Вхід до програми такий самий, як і до інших програм.

Вхідні дані приймаються з бланку завдань або з таблиць цих

методичних вказівок і уводяться, відповідаючи на запитання програми.

Для уведення закону руху штовхача треба стрілками ←↑↓→ активізувати зону уведення закону руху на фазі віддалення або на фазі наближення, пам’ятаючи, що якщо закон руху штовхача на фазі наближення не вказано окремо, то його треба уводити дзеркальним по відношенню до закону руху штовхача на фазі віддалення (див. рис.8.1).

При уведенні закону руху штовхача треба звернути увагу на те, що ділянка на вісі φ, яка пропорційна куту віддалення або наближення, розділена на 16 частин замість 8-и частин, як у бланку завдання. Це зроблено для можливості корегування закону руху в разі коли треба уникнути ударних явищ.

Після уведення всіх даних, виконуючи команди меню, можна побачити, як малюється профіль кулачка. Затим з’явиться таблиця координат профілю кулачка, розрахованих аналітично.

 

8.5 Програма PL_RED

Програма PL_RED призначена для розрахунків чисел зубців коліс планетарних редукторів.

Вхід до програми такий самий, як і до інших програм.

Вибір типу редукторів здійснюється стрілками ← →. Після цього треба виконувати команди меню. Передаточне число U_1Н розраховується заздалегідь.

,

Де - передаточне відношення привода, який складається з планетарного редуктора та зовнішньої передачі коліс 4 і 5;

- передаточне відношення зовнішньої передачі коліс 4 і 5.

 

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

 

1 Артоболевський І.І. Теорія механізмів і машин: Підр. для втузів. 2-е видання, перероб. та доп. – К.: Наука. 1957.-647с.

2 Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин: Учеб. для втузов – 4 – е изд., перераб. и доп. – М.: Наука. Гл. ред. физ.- мат. лит., 1988.-640с.

3 Теория механизмов и машин. Учеб. для втузов/К.В.Фролов., С.А.Попов, А.К.Мусатов и др.: Под ред. К.В.Фролова.-М.: Высш.шк., 1987.-496с.: ил.

4 Попов С.А. Курсовое проектирование по теории механизмов и машин: Учеб. пособие для машиностроит. спец. вузов/ Под ред. К.В.Фролова. – М.: Высш. шк., 1986. – 295 с.: ил.

5 Курсове проектування з теорії механізмів і машин: учбовий посібник Є.І.Крижанівський, Б.Д.Малько, В.М.Сенчішак та ін. – Івано-Франківськ: 1996. – 357 с.

6 Кіницький Я.Т. Теорія механізмів і машин: Підр. – К.: Наукова думка. 2002.- 660 с.: іл.

7 Теорія механізмів і машин. Термінологія.:/Укл. Б.М.Кутепов.-Запоріжжя: ЗМІ.1993.-23с.

8 СТП 15-96. СТАНДАРТ ПІДПРИЄМСТВА. ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА ДО КУРСОВИХ І ДИПЛОМНИХ ПРОЕКТІВ. Вимоги і правила оформлення.

9 Конспект лекцій з дисципліни “Теорія механізмів і машин”. Структурний аналіз та синтез механізмів.:/Укл. Б.М.Кутепов.-Запоріжжя: ЗДТУ. 2000. -44с.

10 Теорія механізмів і машин. Кінематика. Конспект лекцій..:/Укл. Б.М.Кутепов.-Запоріжжя: ЗДТУ.1997.-25с.

11 Конспект лекцій з дисципліни “Теорія механізмів і машин”. Динаміка..:/Укл. Б.М.Кутепов.-Запоріжжя: ЗДТУ.1997.-44с.

12 Конспект лекцій з дисципліни “Теорія механізмів і машин”. Зубчаті передачі.:/Укл. Б.М.Кутепов.-Запоріжжя: ЗДТУ. 1998.-74с.

13 Конспект лекцій з дисципліни “Теорія механізмів і машин”. Кулачкові механізми.:/Укл. Б.М.Кутепов.-Запоріжжя: ЗДТУ.1999.-56с.

14 Конспект лекцій з дисципліни “Теорія механізмів і машин”. Електронний варіант (знаходиться тільки в бібліотеці університета).:/Укл. Б.М.Кутепов.-Запоріжжя: ЗНТУ.2005.

15 Методичні вказівки до виконання курсового проекту з дисципліни “Теорія механізмів і машин”.Приклад виконання курсового проекту. Для студентів спеціальності всіх форм навчання.:/Укл. Б.М.Кутепов.-Запоріжжя: ЗНТУ.2009. – 69с.

 

 

Додаток А

Зразок титульного аркуша

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ