1. Исходные данные, основные требования и этапы проектирования

В заданиях на курсовой проект содержатся следующие исходные данные:

1. Структурная схема кулачкового механизма, показывающая характер взаимосвязей звеньев и их относительное расположение, тип кулачка, вид толкателя и характер его движения.

2. Максимальное перемещение толкателя – ход толкателя S_max или максимальный угол поворота толкателя β_max.

3. Фазовые углы: угол рабочего профиля кулачка и его составляющие в соответствии с циклограммой механизма.

4. Закон движения толкателя в виде графика изменения аналога ускорения ведомого звена в зависимости от угла поворота кулачка.

5. Допустимый угол давления .

6. Направление вращения кулачка и частота его вращения.

При проектировании кулачковых механизмов необходимо соблюдать следующие основные требования:

• проектируемый механизм должен обеспечивать заданный закон движения;

• механизм должен иметь наименьшие габариты при достаточной надежности работы.

Проектирование кулачкового механизма делится на три основных этапа:

1. Определение кинематических передаточных функций, характеризующих изменение ускорения, скорости и перемещения толкателя в функции времени или угла поворота кулачка.

2. Определение основных размеров кулачкового механизма – минимального радиуса кулачка r₀ , эксцентриситета е или межосевого расстояния d.

3. Определение координат профиля (профилирование) кулачка.

2. Типы кулачковых механизмов

Плоские трехзвенные кулачковые механизмы состоят из стойки и двух подвижных звеньев, причем подвижные звенья образуют с ней низшие кинематические пары (вращательные или поступательные), а друг с другом — высшую кинематическую пару.

Ведущее звено в кулачковом механизме называют кулачком, ве­домое — толкателем. Элемент высшей кинематической пары, принадле­жащий кулачку, называют профилем кулачка, а элемент, принадлежа­щий толкателю, называют профилем толкателя.

Рассмотрим типы кулачковых механизмов, представленных в заданиях на курсовое проектирование.

а б в

Рис. 1

Кулачковый механизм типа I (рис.1, а) состоит из кулачка 1, толкателя 2 и ролика 3. Кулачок, действуя на ролик, свободно вращающийся вокруг оси, заставляет толкатель двигаться поступательно в направляющих С-С. Если центр вращения кулачка лежит на продолжении прямолинейной траектории точки В толкателя, то кулачковый механизм называют центральным. Если же центр враще­ния не лежит на этой прямой, то кулачковый механизм называют внецентренным. Расстояние е от центра вращения кулачка до траектории точки В толкателя называют эксцентриситетом.

Кулачковый механизм типа II (рис. 1, б) называется коромысловым. Кулачок 1 вращается с заданной угловой скоростью . Действуя на ролик 3, кулачок 1 заставляет коромысло 2 вращаться вокруг оси С. Расстояние ВС = l называют длиной коромысла. Буквой d обозначают расстояние АС между центрами вращения кулачка и толкателя.

Кулачковый механизм типа III (рис. 1, в) состоит из кулачка 1 и плоского (тарельчатого) толкателя 2. Толкатель совершает прямолинейное возвратно-посту­пательное движение и касается кулачка во время движения различ­ными точками своего прямолинейного профиля аа.