6.3. Визначення мінімального радіуса кулачка

Вхідні параметри:

• хід штовхача h=3 мм;

• ексцентриситет e=0 мм;

фазові кути:

• віддалення _у=120 ;

• віддаленого вистою _д=30 ;

• наближення _п=120 ;

• закон руху штовхача – аналог його прискорення a() змінюється за прямолінійним законом.

Для штовхача, що має поступальний рух γ_min = 60^о (45^о). Приймемо значення мінімального допустимого кута передачі γ_min = 60º. Тоді кут тиску

Основним розміром кулачкового механізму з роликовим штовхачем є мінімальний радіус профілю кулачка . Цей розмір визначається з умови обмеження на кути тиску: у будь-якому положенні кулачкового механізму кут передачі  не повинен бути меншим за мінімально припустиму величини γ_min.

Для знаходження величини мінімального радіуса кулачка побудуємо залежність S(V). Для цього по осі ординат цього графіка, у масштабі відкладаємо значення переміщень штовхача, взяті із графіка S(). По осі абсцис, відповідно цим переміщенням, відкладаємо значення аналогів швидкостей із графіка V(), попередньо привівши їх до обраного масштабу. Для визначення напрямку, у якому відкладаються відрізки, що зображують аналоги швидкостей на графіку S(V), необхідно знайти їхній напрямок на графіку V(). З'єднавши кінці відрізків плавною кривою одержимо графік залежності S(V).

Проводимо під кутом γ_min до горизонталі дві дотичні до отриманої кривої. Відрізок ОО₁ – це і буде мінімальний радіус кулачка . Із графіка отримуємо:

6.4.Профілювання кулачка

При профілюванні кулачків використовується метод обернення руху, який полягає в тому, що всім ланкам кулачкового механізму умовно надається обертання з кутовою швидкістю, рівною швидкості кулачка, але направленою в протилежну сторону. Таким чином, якщо кулачок обертався зі швидкістю +ω₁, то швидкість оберненого руху дорівнює -ω₁. У результаті кулачок немов стає нерухомим, а стійка обертається навколо центру кулачка з кутовою швидкістю -ω₁.

По графіку руху штовхача та динамічному синтезу отримані необхідні дані для кінематичного аналізу кулачкового механізму [5].

Всі побудови виконані у масштабі:

.

Через довільну точку А₀, що лежить на продовженні вісі абсцис діаграми , проведена вертикаль А₀F – траєкторія точки А штовхача, - та поділена вона в залежності від діаграми, для чого через точки а₁, а₂ і т.д. проведені горизонтальні прямі до перетину з прямою А₀F у точках А₁, А₂ і т.д. Точка О – центр обертання кулачка.

Для отримання послідовних положень точки А штовхача в оберненому русі зроблено так:

1) Побудовано коло радіуса ОВ₀;

2) Відкладено від прямої ОВ₀ у напрямку протилежному обертанню кулачка, задані фазові кути _у, _д, _в, _б та отримані точки В₁₀, В₁₁ та В₁₈ перетину сторін цих кутів з колом радіуса ОВ₀.

3) Дуги В₀В₁₀ та В₀В₁₈, що відповідають кутам _у, _в, поділені на частини у відповідності з діленнями вісі абсцис діаграми .

4) Відмічені дотичні дугами кола радіусів ОА₁, ОА₂ і т.д. у точках ,А^/₁, А^/₂ і т.д. З’єднавши плавною кривою точки А₀, А^/₁, А^/₂ і т.д. отримано теоретичний профіль кулачка.