Лекция 23.

Проектирование кулачковых механизмов.


Проектирование кулачкового механизма с прямолинейно движущимся роликовым толкателем.

Кулачковый механизм предназначен для перемещения толкате­ля по определенному закону, который задается при проектировании. Первый этап проектирования состоит в определении положения центра вращения кулачка по отношению к траектории точки В толкателя; одновременно оп­ределяют величину начального радиуса кулачка, при котором наибольший угол давления в кулачковом механизме не превышает допустимого значения, т.е. выполняется обязательное усло­вие проектирования: . Второй этап проектирования - построение профиля кулачка (центрового, а затем и конструктивного).

Исходивши данными для проектирования являются:

  1. принципиальная схема кулачкового механизма (рис 21.3, в);

  2. закон из­менения скорости толкателя 2 в зависимости от угла пово­рота кулачка 1 (см. pic.23.1, a);

  3. максимальное перемещение толкателя h (его ход);

  4. угловая скорость кулачка 1 и ее рабочее направление допускается воз­можность реверса кулачка, т.е. изменения направления его вра­щения, например, при ремонте или наладке машины;

  5. полный фазовый угол поворота кулачка, равный углу рабочего профиля кулачка (см. рис. 23.1, б, в);

  6. допустимый угол давления ;

  7. внеосность (эксцентриситет) е задается из конструктивных соображений (но может и не быть задана).



Построение графика перемещения толкателя.

Исходным для проектирования является график () который при заданном условии () можно рассматривать двояко: или как зависимость () так как угол поворота , или как график , так как (см. рис. 23.1, а)

График перемещения толкателя (см. рис. 23.1, б) строят графическим интегрированием заданной зависимости поскольку или же . Масштабы по осям графиков рассчитывают по формулам , мм/рад; мм/с; мм/м; мм/(мс-1), мм/(мрад-1), в которых к - отрезок интегрирования, - максимальная ордината графика перемещений, б - база графиков, - полный фазовый угол в градусах. На рис. 23.1, б отмечены фазовые углы поворота кулачка при рабочем направлении его вращения (против часовой стрелки): угол удаления , угол дальнего стояния и угол сближения . В случае реверса кулачка угол становится углом удаления при повороте кулачка на этот угол толкатель удаляется от центра его вращения на величину хода h.


Построение области допустимого расположения центра вращения кулачка.

Первый этап проектирования - определение области располо­жения центра вращения кулачка и величины радиуса - начинают с постро­ения графика в выбранном масштабе , мм/м (см. рис. 23.1, г). Так как в рассматриваемом механизме (см. рис. 23.1, в) траектория точки В прямолинейная, то отрезки , откладывают по прямой линии - на оси (см. рис. 23.1, г) от начала координат (от начального положе­ния точки ), используя при этом график . Величины отрезков передаточной функции определяют по одной из формул: