Под законом движения толкателя S=S( ) понимается зависимость между перемещением толкателя и углом поворота кулачка.
Иногда закон движения толкателя диктуется самим технологическимпроцессом машины. При более широкой возможности выбора закона движения толкателя последний стремятся выбрать таким, чтобы он гарантировал наименьшие инерционные нагрузки на звенья механизма. Поэтому при проектировании кулачкового механизма закон движения толкателя задают кривой его аналога ускорения наиболее целесообразного вида и затем интегрированием находят закон изменения аналога скорости, а вторичным интегрированием - закон движения толкателя, являющийся исходным для профилирования кулачка. В общем случае закон перемещения толкателя, характер изменения которого представлен на рис. 13.4, можно представить в виде:
S=M*S max+N*R( ). (13.1)
Аналог скорости толкателя S '=N*R' ( ). (13.2)
Аналог ускорения толкателя S"=N*R"( ). (13.3)
Рис.13.4
Величины М ,N приведены в табл.13.1 и зависят от угла φ .
| Фаза движения толкателя | Угол поворота кулачка φ,град. | М | N | Ф, град. | γ, град. |
| Удаление | 0≤φ≤φуд | φуд | φ | ||
| Дальнее стояние | φуд ≤ φ ≤ φуд + φдс | φдс | |||
| Приближе-ние | φуд + φдс ≤ φ ≤ φуд + φдс+ φпр | -1 | φпр | φ - φуд- φдс | |
| Ближнее стояние | φуд + φдс+ φпр ≤ φ ≤360 | φбс |
Табл.13.1
Функция R( ) определяет выбранный закон движения на участке удаления или приближения толкателя.
Большинство используемых законов движения можно разбить на три группы:
а) работа с «жёстким» ударом.
В качестве примера может быть приведён линейный закон движения
Он используется в тех случаях, когда необходимо движение ведомого звена с постоянной скоростью. Например, движение суппорта в металлорежущем станке - автомате. При этом функция R и ее первая производная имеют вид:
Углы γ и Ф определяются в градусах по таблице 13.1 в зависимости от угла φ.
На рис.13.5 изображены графики перемещения, аналогов скорости и ускорения толкателя. Скорость толкателя, остающаяся неизменной в пределах всей фазы угла φ уд , мгновенно возрастает от 0 в начале движения и также мгновенно уменьшается в конце. При этом ускорение в начальной и конечной точке равно бесконечности. В механизме появляются так называемые "жесткие" удары, в результате которых силы инерции, действующие на звенья, возрастают теоретически до бесконечности, что недопустимо. Поэтому использование линейного закона возможно лишь при ведущего звена. небольших угловых скоростях.
В практике при использовании линейного закона в начале и конце участков движения используются переходные кривые, с помощью которых силы инерции сводятся до желаемой величины (см. работу [1])
Рис.13.5