Воскресенье, 17.12.2017
FairCurveModeler
Меню сайта
Категории раздела
Aerofoils / Аэродинамические профили [3]
Applications software for modeling airfoils / Применение Программы для моделирования аэродинамических профилей
Tillage / Обработка почвы [1]
Application Software for modeling the working surfaces of soil-cultivating machines / Применение Программы для моделирования рабочих поверхностей почвообрабатывающих машин
Cam mechanisms / Кулачковые механизмы [1]
Application software for modeling profiles cams / Применение Программы для моделирования профилей кулачков
Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0
Главная » Статьи » Application of the Program in Applied CAD » Cam mechanisms / Кулачковые механизмы

Применение кривых высокого качества при моделировании профилей кулачков



Применение кривых высокого качества при моделировании профилей кулачков
Муфтеев В.Г., Бадретдинов И.Д., Марданов А.Р., Тархова Л.М., Фархутдинов И.М.
(Башкирский ГАУ)
(к публикации)

Кулачковые механизмы широко используются в регулирующих и исполнительных механизмах.
В общем случае к геометрическим свойствам профилей кулачков и, соответственно, к методам профилирования и к методам геометрического представления профилей предъявляются следующие требования:
1) высокий порядок гладкости (не ниже 5-го порядка). Несоблюдение этого требования буквально “дорого” обошлось владельцам “жигулей” 70-х годов прошлого века [1];
2) плавность изменения дифференциальных характеристик, влияющих на ускорение (acceleration) и динамический удар (jerk) [2,3];
3) сохранение постоянства диаметра кулачка на участках “выстоя” толкателя [3].
Существующие методы не обеспечивают одновременно все требования к геометрическим свойствам профилей кулачков;
Для моделирования или улучшения профилей кулачков высокого качества предлагается использовать авторскую Программу, реализующую методы моделирования кривых линий высокого качества [4].
Покажем возможности Программы на примере построения участка сопряжения двух окружностей с общим центром и радиусами 50 и 100. Это основная геометрическая задача, которая возникает при профилировании выпуклого плоского кулачка, профиль которого содержит два участка из дуг окружностей, связанных переходными кривыми.
Для построения профиля высокого качества может использоваться команда V_Curve построения v-кривой (кривой пятого 5-го порядка гладкости с плавным изменением кривизны [4]) на геометрическом определителе вида опорной ломаной или касательной ломаной.
Предварительно подготавливается исходная ломаная на многоугольниках с числом вершин 24 и 48, вписанных в окружности радиусов 50 и 100 (рис. 1, слева). Затем на ломаной с строятся сплайновые кривые командой _SPLINE AutoCAD для сравнения качества (на рис. 1, справа - кривая синего цвета) и командой V_Curve авторской Программы-приложения AutoCAD (на рис. 2, справа - кривая зеленого цвета). б) построение сплайновых кривых на ломаной (ломаная выделена)


Fig.1

а) б)

Рис. 1. Моделирование профиля кулачка а) подготовка ломаной на многоугольниках, вписанных в окружности радиусов 50 и 100; б) построение сплайновых кривых на ломаной (ломаная выделена).

Затем с помощью команды V_Test программы FairCurveModeler выполняется тестирование сплайновых NURBS кривых, построенных командой _SPLINE AutoCAD (рис. 1, слева) и командой V_Curve (рис. 2, справа) авторской Программы-приложения AutoCAD. Показаны графики кривизны светло-синего цвета.

Fig.2

а) б)
Рис. 2. Тестирование сплайновых NURBS кривых, построенных а) командой _SPLINE AutoCAD; b) командой V_Curve авторской Программы-приложения AutoCAD. Показаны графики кривизны светло-синего цвета.

Как видно на рис. 2, график кривизны NURBS кривой, построенной командой _SPLINE AutoCAD, имеет выраженную осцилляцию кривизны на участке выхода на окружность большего диаметра. Кривая, построенная командой V_Curve авторской Программы-приложения AutoCAD, имеет менее выраженную осцилляцию кривизны на этом участке.
Касательная ломаная как геометрический определитель обладает важным свойством: дуга моделируемой кривой полностью содержится в пределах соприкасающегося треугольника, образованного смежными звеньями. При редактировании формы кривой это чрезвычайно удобно.
Пусть та же исходная ломаная будет теперь касательной ломаной. Первое и последнее звено укоротим в два раза (точка касания этих звеньев к окружности должна совпадать с первой / последней точкой звеньев). На рис. 3 слева определена v-кривая. Спрямление кривой на длинном участке касательной ломаной следовало ожидать, так как кривая всегда содержится в пределах треугольника из смежных звеньев. Поэтому для увеличения полноты на этом участке добавим дополнительную вершину, представляя параболу, которая должна пройти в этом соприкасающемся треугольнике. Построим на модифицированной касательной ломаной v-кривую. Получили профиль с идеальным графиком кривизны!

Fig.3

а) б)
Рис. 3. V-кривые на касательной ломаной а) на исходной ломаной, b) на ломаной с добавленной точкой построенные командой V_Curve авторской Программы-приложения AutoCAD.

Предлагается следующий способ улучшения геометрических характеристик профилей плоских выпуклых кулачков:
- строится профиль традиционным методом (определяются макропараметры);
- на профиле строится касательная ломаная (точки которой располагают как можно реже), достаточно точно аппроксимирующая профиль. Касательная ломаная ограничивает линию профиля в пределах выпуклой ломаной;
- на касательной строится v-кривая с помощью авторской Программы-приложения AutoCAD;
- производится анализ графиков кривизны, анализ динамических характеристик кулачкового механизма, контроль соответствия макропараметрам;
- редактируется v-кривая на геометрическом определителе вида касательной ломаной с помощью авторской Программы-приложения AutoCAD.

Ниже показан вариант геометрического улучшения профиля кулачка распредвала (рис. 4). Для сравнения показаны кулачок FIAT с дефектом профиля [1] (см. рис. 4,а), кулачок, исправленный по методу Рожкова [2] (см. рис. 4,б), кулачок, профилированный по предлагаемому методу (см. рис. 4,в).

Fig.4

а)                                                         б)                                                                     в)

Рисунок 4 а) кулачок FIAT; б) кулачок Рожкова А.П.;
в) кулачок, профилированный командой V_Curve
Анализируя приведенные на рис. 4 кулачки, можно прийти к выводу, что кулачок, профилированный командой V_Curve по своей геометрии имеет график кривизны более плавный, без резких скачков и спадов, чем у сравниваемых аналогов (кулачок FIAT, кулачок Рожкова А.П).

Библиографический список

1. Кулачки анфас и в профиль // Журнал “За рулем”, май 5, 97. –С.162-163.
2. Рожков А.П. Кулачок привода клапана. Авторское свидетельство №1237778, приоритет от 5 сентября 1983 г., зарегистрирован 15 февраля 1986, с 1 июля 1991 выдан патент взамен авторского свидетельства.
3. Neamtu M. et al. Designing NURBS Cam Profiles using Trigonometric Splines / Neamtu M., Pottmann H., Schumaker L // Электронный ресурс http://citeseerx.ist.psu.edu.
4. Муфтеев В.Г., Марданов А.Р. Геометрическое моделирование кривых линий высокого качества // Прикладная геометрия. Applied Geometry [Электронный ресурс]: науч. журн. / Моск. авиационный ин-т (гос.техн.университет) "МАИ". - Электрон. журн. - Москва: МАИ, 2006. - №18; вып.8, –Режим доступа к журн.: http://www.mai.ru. – Загл. с титул.-стр. 37-66.


Категория: Cam mechanisms / Кулачковые механизмы | Добавил: Геометр (16.07.2009)
Просмотров: 18012 | Комментарии: 3 | Рейтинг: 0.0/0 |
Всего комментариев: 3
3  
Begun, the great internet edtouaicn has.

2  
Most powerful&cost effective SEO and website traffic service in world get up to 100’000 forum backlinks now!

Your spliner.ru website will get thousands of visitors/day using best backlink service today. See proof how website traffic increased from 400 to 4000 visitors/day and how your website can get same results - http://get-more-web-traffic.net

We are able post your marketing post up to 100’000 forums worldwide, so your site get thousands of backlinks
and as a result your web page will be ranked #1 positions in search engines and your website will get amazing amount of free, targeted online web traffic from search engines in very short time.

Most affordable and most powerful service for web traffic and backlinks in the world!

Are you ready to for massive traffic flood to your site? If yes then Order now: http://get-more-web-traffic.net

1  
Уважаемые Коллегги!
Специально для Вас создал сайт на котором cобраны отличные программы для раскрутки сайта, блога, оптимизации контента.
Пожалуйста если Вам не трудно, не удаляйте этот пост или комментарий. Заходите к нам скачивайте бесплатно
сырые базы для Хрумер, которые постоянно пополняются, базы блогов, базы досок объявлений,
свежие программы для раскрутки сайта.
Заранее извините если данная реклама не вписывается в параметры Вашего сайта или блога.
Я надеюсь что наш сайт будет полезен для Вашей раскрутки.
В течении месяца на сайте планируется публикация свежих статей по раскрутке, а так же
оптимизации сайта бесплатными методами (dle, wordpress,joomla и т.п.). Заходите очень нужны Ваши комментарии
и статьи по теме. Требуются опытные журналисты и модераторы по данной тематике. надеюсь на долгое
и плодотворное сотрудничество С вами. Наш сайт http://xceo.ru

С уважением, admin@xceo.ru

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Форма входа

Поиск
РеспектСофт
  • О компании
  • Другие продукты
  • Платежные системы
  • Каталоги САПР
  • Сайт поддержки пользователей САПР
  • Copyright RespectSoft © 2017
    Бесплатный хостинг uCoz