Общая постановка задачи: Даны законы движения кулачка и ведомого механизма. Требуется построить кинематическую схему механизма включая профиль кулачка.
1. Выбор типа механизма
Определяется общей компоновкой машины в состав которой входит к.м.
Механизм с коромыслом надежнее, но он уступает своими габаритами
2. Выбор закона движения ведомого звена
Кулачковые механизмы: | А. Функциональные |
Б. Позиционные |
Здесь необходимо учитывать два требования:
а) требования технологического процесса (φд φ φв φб φmax ) и т.д.
б) требования плавности и их безударной работы. Обычно задаются формой графика ускорения (или его аналога) ведомого звена:
из закона Ньютона: или
F~a ; M~b | |
← пример безударного движения |
Необходимо помнить, что жесткие удары (скачки скорости) недопустимы, а мягкие удары (скачки ускорения) в тихоходном механизме допускаются.
3. Выбор основных размеров механизма
Основные размеры : для механизма с толкателем
ro, l Для механизма с коромыслом ro, l = O2C – расстояние между точками качения коромысла и участком ролика (обычно определяют исходя из компоновки); L=O1O2 – расстояние между центром вращения кулачка и коромысла Rролика ≤ 0,7 R (кривизны) |
Указанные размеры должны определяться с учетом условия оптимального угла давления α
(1) | [α] = 30о – с толкателем |
[α] = 45о – с коромыслом |
Связь между основными размерами и α
(на примере механизма с толкателем)
N-N – нормаль к поверхности кулачка в точке касания
τ-τ – касательная к поверхности кулачка в точке касания
Из ∆ скоростей следует, что учитывая, что получим Из рисунка видно, что , А тогда (2) |
Знак “-” соответствует положительному значению эксцентриситета
- является аналогом скорости толкателя и не зависит от ω1, т.к.
Выбор значений ro и e с учетом (1) и (2) можно произвести с помощью графических построений. На примере К.М. с толкателем при силовом замыкании (нас интересует только фаза удаления, т.к. на фазе возврата сила не приводит к заклиниванию, для К.М. с геометрическим замыканием указанное ниже построении надо проделать и для фазы возврата).
Подробно построение можно выполнить и для К.Н. с коромыслом, в этом случае α = [α] = 45o |