ТЕМА 10. Синтез кулачк. мех

Рис. 10.16. До визначення кутів тиску та передачі

Позначимо: r0 - мінімальний радіус кулачка; т. A - миттєвий та абсолютний центр обертання 1-ї ланки відносно стояка. Миттєвий центр обертання 2-ї ланки відносно стояка лежить у нескінченності; т. P21 - миттєвий центр обертання 2-ї ланки відносно 1-ї:

207

де s2/ , s2 - змінні параметри руху; r0 , e - сталі параметри кулачкового механізму.

Кулачковий механізм може заклинити, якщо рушійна сила F12/

менша за силу тертя в напрямних Fт : F12/ Fт .

У свою чергу:

208

Таким чином, має бути:

10.7. Визначення основних геометричних параметрів кулачкового механізму з умови обмеження кута тиску

При визначенні основних геометричних параметрів кулачкового механізму мають бути відомі:

або кутовий max, град (рад).

5. Напрям кутової швидкості кулачка к .

Розглянемо методику визначення мінімального радіуса кулачка на прикладі центрального кулачкового механізму з поступально рухомим штовхачем (рис. 10.17).

Закон руху штовхача отримано методом подвійного графічного інтегрування графіка аналога прискорення s2// s2// 1

s2 s2 1 (рис. 10.17, а).

209

де hmax - максимальний хід штовхача, м (за завданням);

ymax - максимальна ордината графіка переміщення, мм.

 Масштаб аналога швидкості, м/мм:

де H2 - полюсна відстань при графічному інтегруванні графіка s2/ s2/ 1 , мм; - масштаб кута повороту, рад/мм, приймається до початку інтегрування.

Масштаб аналога прискорення, м/мм:

dS

де H1 - полюсна відстань при графічному інтегруванні графіка

s2// s2// 1 , мм.

Будуємо діаграму залежності аналога швидкості від переміщення (рис. 10.17, в):

1. Приймаємо напрям кутової швидкості кулачка ( к )

за годинниковою стрілкою.

2. По вісі переміщення s2 від т.0 відкладаємо відрізки, рівні або пропорційні (за умови вибору іншого масштабу l S2 )

ординатам графіка переміщення штовхача s2 s2 1 .

3. Точки розподілу нумеруємо, причому при підйомі штовхача (кут в) точки 1...4 ставимо праворуч від осі s2 (при заданому

напрямку к ), а при опусканні (кут п) - точки 5...9 - ліворуч

від осі s2.

4. Через отримані точки 1...8 проводимо горизонтальні прямі, на яких відкладаємо відрізки zi , пропорційні аналогам швидкостей

з графіка s2/ s2/ 1 :

yi/ S/

210

Рис. 10.17. До визначення мінімального радіуса кулачка:

а. – графік переміщення; б. – графік аналога швидкості; в. – діаграма залежності аналога швидкості від переміщення

211

5. З'єднуємо точки zi плавною кривою та отримуємо діаграму

залежності аналога швидкості від переміщення штовхача, тобто

s2/ s2/ s2 .

6. Через крайні точки отриманої діаграми проводимо дві дотичні під кутом min до відповідної горизонтальної прямої. Точка

перетину цих дотичних О1 дає початок області (заштрихована), де можна вибрати центр обертання кулачка, при цьому кут передачі

то відкладаємо від вертикальної осі s2 значення ексцентриситету e у масштабі l праворуч, якщо напрям обертання кулачка

за годинниковою стрілкою (як у наведеному прикладі), і ліворуч -

якщо проти годинникової стрілки. Проводимо вертикальну пряму.

і механізму в цілому.

Методика визначення геометричних розмірів кулачкових механізмів різних типів докладно розглянута в [8, с. 16-23].

212

10.8. Профілювання кулачка

Для профілювання кулачка застосовується метод обернення руху, згідно з яким усій системі, а саме, кулачку, штовхачу та його напрямним, надається кутова швидкість, однакова за величиною, але протилежна за напрямком кутовій швидкості кулачка ( к ). Тоді кулачок вважається нерухомим, а штовхач обертатиметься навколо центра кулачка, описуючи вістрям його центровий (теоретичний) профіль.

Розглянемо профілювання кулачка центрального кулачкового механізму з поступально рухомим штовхачем

(рис. 10.18), для якого в п.10.7 була розглянута методика визначення мінімального радіуса кулачка.

1.Для побудови профілю кулачка скористаємося графіком переміщення штовхача s2 s2 1 .

2.Приймаємо масштаб довжини l , м/мм.

(оскільки у даному прикладі кулачковий механізм - центральний).

4.На вісь руху штовхача проектуємо ординати графіка переміщення штовхача s2 s2 1 (Увага! Тільки за умови

рівних масштабів l і S , інакше відрізки будуть пропорційні ординатам).

5.У бік оберненого руху (проти напрямку к ) від вертикальної осі відкладаємо фазові кути в, д і п .

6.Кути в і п ділимо так, як вони поділені на всіх графіках, зокрема, на s2 s2 1 (на рис. 10.18 – на чотири частини).

Промені нумеруємо 1/...9/ .

213

Методика побудови профілів кулачків інших типів кулачкових механізмів докладно розглянута в [8, c. 23…28].

Контрольні питання до теми 10:

1.Що називається кулачковим механізмом?

2.Головна перевага кулачкових механізмів.

3.Область застосування кулачкових механізмів.

4.Задача синтезу кулачкового механізму.

5.Який кулачковий механізм називається центральним?

6.Який кулачковий механізм називається позацентровим?

7.Якими за видом руху бувають кулачок, штовхач?

8.Основні закони руху штовхача. Їхні недоліки.

9.Поняття про фазові кути кулачка.

10.Види замикання вищої кінематичної пари в кулачковому механізмі.

11.Яким методом можна отримати закон руху штовхача при заданому графіку аналога прискорення?

12.Що називається кутом тиску, кутом передачі руху?

13.За яких умов кулачковий механізм може заклинити?

14.Як зменшити тертя між кулачком і штовхачем?

15.Які вихідні дані мають бути відомими для визначення мінімального радіуса кулачка?

16.Який метод застосовується для профілювання кулачка?

17.Який профіль кулачка називається центровим, дійсним?

18.Як побудувати дійсний (практичний) профіль кулачка?

215