(тарельчатым) толкателем ( рисунок 4.1, в )
Исходные данные. Линейно - убывающий закон движения толкателя (диаграмма аналога ускорения, рисунок 4.15); фазовые углы φу, φдс, φп, причем φу=φп; угол давления J = 0; ход толкателя ℓhmax; угловая скорость кулачка ω1.
Определить: ℓRоmin и построить профиль кулачка.
Решение. Особенностью данного кулачкового механизма является тот факт, что угол давления равен нулю (J = 0). Поэтому заданный закон движения ведомого звена кулачкового механизма с плоским толкателем может быть воспроизведен на практике только в том случае, если профиль кулачковой шайбы будет обязательно выпуклым и не иметь точек заострения. Условие, при котором профиль кулачка во всех точках будет выпуклым, удовлетворяется, если радиус минимальный кривизны ρmin при любом положении ведомого звена больше нуля: ρmin > 0.
Построение диаграмм, расчет масштабных коэффициентов графиков проводится аналогично п. 4.1.5. Чтобы определить минимальный радиус кулачка с плоским толкателем, необходимо построить диаграмму аналога ускорения в функции перемещения, т.е. S=f(d2S/dφ2) в масштабе µℓ (см. формулу 4.10). Откладываем по вертикали от точки О расстояние, соответствующее максимальному ходу толкателя hmax (рисунок 4.19, а). От точки 0 вверх отмечаем отрезки [0-1], [0-2] и т.д., которые соответствуют высотам h1, h2, h3 и т.д. диаграммы перемещения. Через полученные точки 1, 2, 3 и т.д. проводим горизонтальные линии, на которых откладываем значения ускорений влево при подъеме, вправо при опускании толкателя. Полученные точки соединяем плавной линией.
|
|
К отрицательной части диаграммы S=f(d2S/dφ2) (левый квадрант) проводим касательную под углом 45о до пересечения ее с осью ординат – получаем точку А'. Задаемся минимальным радиусом кривизны кулачка в пределах ρmin = 10…15 мм. Откладываем ρmin в масштабе µℓ вниз от точки А' – получаем т.А. Расстояние ОА будет являться минимальным радиусом кулачка r0. Действительное значение радиуса определится по формуле:
ℓRо = [ОА]μℓ = (м).
|
Рисунок 4.19, б - Построение профиля кулачка с плоским толкателем
Строим профиль кулачка с плоским толкателем (рисунок 4.19, б). Из произвольно выбранной точки А проводим окружности радиусом Rо. Отмечаем точку В1. От вертикальной оси в противоположную сторону вращения кулачка откладываем углы φу, φдс и φп. Делим углы φу и φп на равные части согласно диаграмме. Отмечаем точки ВII1, ВIII1, ВIV1 и т.д. и соединяем их с центром A. От полученных точек на соответствующих лучах откладываем высоты = h1, = h2, = h3, взятые с диаграммы перемещения. Отмечаем точки d1, d2, d3 и т.д., через которые проводим перпендикуляры, означающие положение плоскости толкателя при движении кулачка относительно него. Проводим огибающую перпендикуляров, которая является профилем кулачка.
|
|
Мы коротко рассмотрели синтез плоских кулачковых механизмов нескольких типов. Теперь приступим к проектированию зубчатых механизмов.
Вопросы для самопроверки
1. Назовите преимущества и недостатки кулачковых механизмов по сравнению с рычажными механизмами.
2. Дайте определение угла давления и поясните, как его изменение влияет на работу кулачкового механизма.
3. Поясните, при каких законах движения толкателя возможны удары в кулачковых механизмах?
4. Расскажите, почему в кулачковых механизмах с плоским толкателем профиль кулачка всегда должен быть выпуклым?