Подготовка данных при автоматизированных расчетах параметров кулачкового механизма

Основные расчеты при решении задач проектирования кулачковых механизмов выполняют в автоматизированном режиме на персональных компьютерах. Студенты по заданным параметрам механизма готовят исходные данные, согласовывают их с преподавателем, а затем приступают к расчету. Исходные данные готовят в виде таблиц, образцы которых имеются на кафедре станков ФГБОУ ВО «МГТУ «СТАНКИН». При составлении таблиц исходных данных длины звеньев и линейные размеры следует писать в миллиметрах, углы — в градусах. При этом необходимо учитывать направление вращения кулачка (знак угловой скорости со_к): если кулачок вращается по часовой стрелке, то знак у <зо_к «-1», если против часовой стрелки, то знак у со_к «+1». Модуль со_к вычисляют по формуле где п_к — частота вращения кулачка, кривошипа, мин^-1.

Фазовые углы (р_уд, (р_дс и (р_пр поворота кулачка можно задавать неявно, например:

где ф_уд, (р_дс, ф_пр — углы поворота кулачка (углы удаления, дальнего сстояния, приближения соответственно), град; ф_р, ф_х— углы поворота кривошипа механизма станка при рабочем ходе (ф_р) и холостом ходе (ф_х) инструмента; т, п, к, а, — постоянные параметры, характеризующие условия работы механизмов. Их значения задают в исходных данных.

Учитывая, что

с учетом (4.4) можно составить систему уравнений из которой находят соответствующие углы:

Если воспользоваться соотношением углов в (4.2) и (4.3), то для определения угла ф_уд можно составить выражение вида

а угла ф_дс —

Тогда

Фазовые углы ф. ф . ф_пп, ф- поворота кулачка могут задавать в процентном отношении от углов поворота ф_р и ф_х кривошипа резцеперемещающего механизма станка, соотношения которых указываются в описании задания. Используя эти соотношения, находят искомые углы.

В исходных данных допустимый угол давления [о*] задают на фазе удаления. При задании угла давления [о**] на фазе ф приближения следует учитывать вид замыкания в кулачковом механизме. Общепринято, что на фазе ф_пр приближения допустимый угол давления [о**] соответственно равен [1,2, 5, 11]:

• при силовом замыкании

• при геометрическом замыкании

При силовом замыкании механизма в строке исходных данных «Угол давления на фазе приближения» следует проставлять символ «О», который будет характеризовать данный тип замыкания и является условным кодом для расчетной программы. При задании углов [и*] давления рекомендуется пользоваться табл. 4.3, в которой указаны рациональные значения этих углов для проектируемых кулачковых механизмов.

Таблица 4.3

Допускаемые углы

При заполнении таблиц исходных данных минимальный радиус кривизны профиля у кулачка механизма типа ...б следует принять равным 4-6 мм. В исходных данных задают различные законы ускорения движения толкателя (см. табл. 4.2):

А — треугольный закон; к — прямоугольный (постоянный) закон; т — трапецеидальный закон;

sin — синусоидальный закон, соответствующий виду

где к — амплитуда колебания ускорения, с^-2 м; ф — текущий угол поворота кулачка, град; cos — косинусоидальный закон, соответствующий виду

При трапецеидальном законе ускорения движения толкателя рассматривают 10 положений механизма на угле ф_уд удаления {N = 11), а при прочих законах ускорения толкателя — 12 положений механизма (N = 13). По окончании расчетов параметров проектируемого кулачка с экрана дисплея необходимо переписать результаты для фазовых углов ф_уд и ф_пр:

N — номер по порядку;

S — текущее перемещение толкателя, мм;

Vj — аналог скорости, мм; а— аналог ускорения, мм; и — угол давления, град;

R₀ — начальный радиус центрового профиля, мм;

R_p — радиус ролика, мм; а — межосевое расстояние, мм.