Что понимается под законом движения толкателя

Тесты по дисциплине «Теория механизмов и машин» по теме «Кулачковые механизмы»

Тест 1. Кулачком называется:

+ звено, которому принадлежит элемент высшей кинематической пары в форме поверхности переменной кривизны;

— звено, которое движется вращательно;

— звено, которому принадлежит элемент низшей кинематической пары.

Тест 2. Что называется толкателем:

— звено, которое движется возвратно – поступательно;

— звено, которое движется вращательно;

— звено, которому принадлежит элемент низшей кинематической пары;

+ звено, которое воспроизводит заданный закон движения – «жесткую программу».

Тест 3. Какую функцию выполняет ролик в кулачковом механизме:

— осуществляет вращательное движение;

+ уменьшат потери мощности на трение между кулачком и толкателем;

— промежуточное звено между кулачком и толкателем;

— воспроизводит заданный закон движения;

Тест 4. Какое звено в механизме является пассивным:

+ звено, которое не влияет на закон движения толкателя;

— звено, которое не влияет на закон движения кулачка;

— звено, которое воспроизводит заданный закон движения;

— звено, которое воспроизводит закон движения кулачка.

Тест 5. Что такое фазовые углы кулачка:

— угол поворота кулачка, при котором осуществляется подъём толкателя;

— угол поворота кулачка, при котором осуществляется опускание толкателя;

+ углы поворота кулачка, при которых толкатель поднимается, опускается и выстаивает в нижнем и верхнем положении;

— углы выстаивания толкателя в верхнем и нижнем положении.

Тест 6. Чему равна скорость толкателя при фазах его выстаивания:

Тест 7. Что понимается под законом движения толкателя:

— закон перемещения толкателя в функции угла поворота кулачка;

— закон изменения скорости толкателя в функции угла поворота кулачка;

— закон изменения ускорения толкателя в функции угла поворота кулачка;

+ закон изменения перемещения скорости и ускорения толкателя в функции угла поворота кулачка.

Тест 9. Что такое угол движения в кулачковом механизме:

+ угол между вектором линейной скорости толкателя и вектором усилия, передаваемого на толкатель со стороны кулачка;

— угол между векторами линейных скоростей толкателя и кулачка в точке их касания;

— угол между вектором скорости толкателя и вектором угловой скорости кулачка;

— угол между вектором усилия, передаваемого от кулачка на толкатель, и вектором угловой скорости кулачка.

Тест 10. Что такое угол передачи в кулачковом механизме:

+ угол между векторами линейных скоростей толкателя и кулачка в точке их касания;

— угол между векторами линейной скорости толкателя и усилия со стороны кулачка на толкатель;

— угол между вектором скорости толкателя и скорости кулачка;

— угол между нормалью и касательной в точке касания толкателя и кулачка.

Тест 14. Что такое минимальный радиус кулачка и чем он обеспечивается для кулачковых механизмов с роликовым и игольчатым толкателем:

Тест 15. В каком соотношении должны быть угол передачи и минимальный радиус кулачковых механизмов:

— чем меньше, тем больше ;

+ чем больше, тем больше ;

— чем больше ; тем меньше ;

Тест 16. От чего зависит минимальный радиус кулачкового механизма с тарельчатым толкателем:

+ от кривизны профиля кулачка;

— от соотношения угла передачи и угла давления.

Тест 20. Что называется теоретическим профилем кулачка:

— это геометрическое место точек перемещений толкателя;

+ это геометрическое место точек, соответствующее закону перемещения толкателя;

— это кривая перемещения толкателя, соответствующая фазовым углам кулачка;

— это кривая перемещения толкателя.

Тест 21. Что называется практическим профилем кулачка с роликовым толкателем:

— это эквидистантная кривая теоретического профиля;

— это эквидистантная кривая теоретического профиля увеличенная на радиус ролика;

+ это эквидистантная кривая теоретического профиля уменьшенная на радиус ролика;

— это кривая, совпадающая с теоретическим профилем.

Тест 22. Что называется практическим профилем кулачка с игольчатым толкателем:

— это эквидистантная кривая теоретического профиля;

+ это кривая теоретического профиля;

— это кривая перемещения толкателя;

— это геометрическое место точек перемещений толкателя.

Тест 23. Что называется практическим профилем кулачка с тарельчатым толкателем:

+ это огибающая многоугольника, образованного перпендикуляром к радиусам точек теоретического профиля;

— это огибающая многоугольника, образованного касательными к точкам теоретического профиля;

— это огибающая теоретического профиля;

— это эквидистантная кривая теоретического профиля.

Тест 24. Что такое фазовые углы кулачкового механизма:

— это углы подъема, верхнего стояния, опускания и нижнего стояния толкателя

+ это углы поворота кулачка, соответствующие подъёму, опусканию, верхнему и нижнему стоянию толкателя;

— это углы подъёма и опускания толкателя;

— это углы верхнего и нижнего стояния толкателя.

Тест 30. Как влияет смещение толкателя на работу кулачкового механизма с тарельчатым толкателем:

+ способствует повороту толкателя и равномерному износу тарелки;

— увеличивает работосбособность и долговечность;

Источник

Определение законов движения толкателя

Закон движения толкателя задается в виде зависимости ускорения толкателя, так как именно по ускорению проще судить об условиях работы механизма.

Типовые законы движения делятся на законы с жесткими (рис. 4.9, а) и мягкими (рис. 4.9, б, в, г) ударами и законы безударные (рис. 4.9, д, е, ж). С точки зрения динамических нагрузок, желательны безударные законы. Однако кулачки с такими законами движения технологически более сложны, так как требуют более точного и сложного оборудования, поэтому их изготовление существенно дороже. Законы с жесткими ударами имеют весьма ограниченное применение и используются в неответственных механизмах при низких скоростях движения и невысокой долговечности. Кулачки с безударными законами целесообразно применять в механизмах высокими скоростями движения при жестких требованиях к точности и долговечности. Наибольшее распространение получили законы движения с мягкими ударами, с помощью которых можно обеспечить рациональное сочетание стоимости изготовления и эксплуатационных характеристик механизма.

Рис. 4.9. Законы движения толкателя: а) линейный, б) параболический, в) равномерно убывающий, г) косинусоидальный, д,е) синусоидальный, ж) трапецеидальный

При синтезе кулачковых механизмов удобно пользоваться не величинами скорости v и ускорения a толкателя, а их аналогами v_q и a_q. Аналоги скорости и ускорения это зависимости скорости и ускорения не от времени, а от обобщенной координаты механизма, в данном случае – от угла поворота кулачка. Связаны они такими зависимостями:

, м, , м.

После выбора вида закона движения определяют законы изменения скорости и перемещения толкателя методом кинематических диаграмм.

Путем графического интегрирования из графика ускорения (аналога ускорения) получают график скорости (аналога скорости), проинтегрировав график скорости (аналога скорости), получают график перемещения толкателя (рис. 4.10).

Источник

Выбор закона движения толкателя кулачкового механизма

Различают три группы законов движения, характеризующиеся следующими особенностями:

1. движение толкателя сопровождается жёсткими ударами,

2. движение толкателя сопровождается мягкими ударами,

3. движение толкателя происходит без ударов.

Очень часто по условиям производства необходимо движение толкателя с постоянной скоростью. При применении такого закона движения толкателя в месте скачкообразного изменения скорости ускорение теоретически достигает бесконечности, бесконечно большими должны быть и динамические нагрузки. Практически вследствие упругости звеньев бесконечно большой динамической нагрузки не получается, но величина ее оказывается всё-таки очень большой. Такие удары называются «жесткими» и допустимы только в тихоходных механизмах и при малых весах толкателя.

Мягкими ударами сопровождается работа кулачкового механизма, если функция скорости не имеет разрыва, но разрыв непрерывности претерпевает функция ускорения (или аналога ускорения) толкателя. Мгновенное изменение ускорения на конечную величину вызывает резкое изменение динамических усилий, которое также проявляется в виде удара. Однако эти удары менее опасны.

Кулачковый механизм работает плавно, без ударов, если функции скорости и ускорения толкателя не претерпевают разрыва, изменяются плавно и при условии, что скорости и ускорения в начале и в конце движения равны нулю.

1. Равноускоренный закон изменения аналога ускорения толкателя, при равноускоренном законе движения толкателя проектируемый кулачковый механизм будет испытывать мягкие удары в начале и в конце каждого из интервалов.

2. Треугольный закон изменения аналога ускорения, обеспечивает безударную работу кулачкового механизма.

3. Трапецеидальный закон изменения аналога ускорения обеспечивает также безударную работу механизма.

4. Синусоидальный закон изменения аналога ускорения. Обеспечивает наибольшую плавность движения (характерным является то, что не только скорость и ускорение, но и производные более высокого порядка меняются плавно). Однако для этого закона движения максимальное ускорение при одинаковых фазовых углах и ходе толкателя оказывается больше, чем в случае равноускоренного и трапецеидального законов изменения аналогов ускорений. Недостатком этого закона движения является и то, что нарастание скорости в начале подъема, а, следовательно, и сам подъем происходит медленно.

5. Косинусоидальний закон изменения аналога ускорения, вызывает мягкие удары в начале и в конце хода толкателя. Однако при косинусоидальном законе происходит быстрое нарастание скорости в начале хода и быстрое ее убывание в конце, что желательно при работе многих кулачковых механизмов.

С точки зрения динамических нагрузок, желательны безударные законы. Однако кулачки с такими законами движения технологически более сложны, так как требуют более точного и сложного оборудования, поэтому их изготовление существенно дороже. Законы с жесткими ударами имеют весьма ограниченное применение и используются в неответственных механизмах при низких скоростях движения и невысокой долговечности. Кулачки с безударными законами целесообразно применять в механизмах высокими скоростями движения при жестких требованиях к точности и долговечности. Наибольшее распространение получили законы движения с мягкими ударами, с помощью которых можно обеспечить рациональное сочетание стоимости изготовления и эксплуатационных характеристик механизма.

Источник

Кулачковые механизмы. Законы движения толкателя. Углы давления и передачи. Определение основных параметров. Профилирование кулачка

Страницы работы

Содержание работы

11. Кулачковые механизмы

11.1. Краткие теоретические сведения

Кулачковым механизмом называется механизм, в состав которого входит кулачок. Кулачком называется звено, которому принадлежит элемент высшей пары, выполненный в виде поверхности переменной кривизны. Сложная фасонная форма (профиль) кулачка зависит от принятой схемы механизма, начальных геометрических параметров и закона движения ведомого звена.

Ведущим звеном механизма является кулачок, который в большинстве случаев совершает непрерывное вращательное движение относительно неподвижной оси. Ведомое звено, называемое толкателем, совершает возвратно-поступательное (рис. 2.1.2, а) или возвратно-вращательное движение (рис. 2.1.2, б) относительно стойки. В последнем случае толкатель называется коромыслом.

Кулачковые механизмы позволяют теоретически точно реализовать любой закон движения толкателя. Они широко распространены в механизмах газораспределения двигателей внутреннего сгорания и поршневых компрессоров, для размыкания контактов магнето, во многих приборах, манипуляторах и автоматических устройствах (реле).

В механизме с поступательно движущимся толкателем (рис. 2.1.2, а) при вращении кулачка 1 толкатель 3 перемещается на величину линейного перемещения S= 0…S_max, занимая при определенном угле поворота j кулачка положения, задаваемые законом движения. Для уменьшения потерь на трение толкатель снабжается роликом 2, конструктивно выполненным в виде подшипника качения. В механизме с качающимся (коромысловым) толкателем (рис. 2.1.2, б) вращение кулачка приводит к угловому перемещению коромысла в пределах y = 0…y_max

Исходные данные для проектирования кулачкового механизма содержат:

а) схему кулачкового механизма (рис. 2.1.2, а или 2.1.2, б);

б) закон движения толкателя (см. п. 11.2);

в) максимальное перемещение толкателя S_max илиy_max;

г) длину коромысла l (для кулачково-коромыслового механизма);

д) допускаемый угол давления в фазах удаления и сближения .

Проектирование кулачкового механизма состоит из двух этапов:

11.2. Законы движения толкателя

Наибольшее распространение получили следующие законы изменения ускорения:

а) синусоидальный (рис. 2.1.3, а), обеспечивающий безударную работу;

в) треугольный (рис. 2.1.3, в);

г) прямоугольный (рис. 2.1.3, г).

. (11.1)

Рабочий профильный угол включает первые три фазы:

. (11.2)

11.3. Углы давления и передачи

Углом давления называется угол, образованный вектором силы F_n и вектором скорости толкателя. Сила F_n может быть разложена по двум направлениям: вдоль направления движения толкателя F‘ и перпендикулярно этому направлению F» (рис. 11.1, а), определяемые через угол давления как

; (11.3)

. (11.4)

Источник

Z1 – число зубьев ведущей звёздочки

Z2 – число зубьев ведомой звёздочки

Кулачковые механизмы

Механизм, который содержит кинематическую пару 4-го класса называют кулачковым.

Состоит: из ведущего звена кулачка и ведомого звена толкателя.

Превосходства: компактность передачи, обеспечение почти любого звена движения почти……, плавность, бесшумность.

Повышенный износ рабочей поверхности, возможность заклинивания, необходимость обеспечения постоянного контакта.

Виды кулачковых механизмов

В зависимости от характера движения ведущего и ведомого звеньев различают кулачковые механизмы:

1. С вращательным движением кулачка и постоянным толкателя.

2. С вращательным движением кулачка и качательным толкателя (коромысловый).

3. С постоянным движением ведущего и ведомого звеньев.

4. С вращательным движением кулачка и качательным движением толкателя (цилиндровые).

В точке контакта кулачка и толкателя присутствует износ рабочей поверхности, чтобы уменьшить износ рабочую поверхность толкателя с острым наконечником заменяется на толкатель с роликом.

Трение скольжение заменяется трением качения. Износ понижается, кпд повышается.

Поверхность контакта должна быть постоянной, это обеспечивается силовым или геометрическим замещением. Силовое замещение обеспечивается пружинами, силами тяжести и т.д.

В качестве геометрического замещения принимают пазы на кулачках.

Недостаток: Трудность изготовления пазов.

Если ось толкателя совпадает с осью вращения кулачка, то механизм называется центральным.

Если ось толкателя смещается от оси вращения кулачка на величину l, то механизм называется нецентральным.

Основные фазы поворота угла кулачка

В некоторых кулачках отсутствуют фазы верхнего или нижнего стояния.

Выбор закона движения толкателя

1. З-ы равномерного движения толкателя.

При равномерном движении толкателя скорость постоянна, но ва и в изменяются мгновенно.

Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).

Источник