53)Построение цпк и дпк для кулачковых механизмов с .С тарельчатым толкателем.

На рис. 125 показано построение профиля кулачка в механизме с тарельчатым тол­кателем по методу обращения движе­ния при заданной функции s = s(φ) и известном началь­ном радиусе r₀. Пос­ле разметки траекто­рии точки в строят положения тарелки толкателя в обра­щенном движении,

Поворачивая ось тарелки на угол φ в сторону, противоположную направлению вращения кулачка, и перемещая плоскость тарелки от центра на величину r_o + s. Профиль кулачка находят как огиба­ющую положений тарелки в обращенном движении.

Следует обратить внимание на то, что внутри фаз подъема и опускания точка в_к" касания тарелки с кулачком смещена от оси толкателя. Проведем через эту точку нормаль пп к профилю кулач­ка, которая одновременно является нормалью к данному положе­нию плоскости тарелки, и отметим точку b₂ основания перпендику­ляра, опущенного на нормаль пп из центра о. Треугольник рb₁b₂ равный треугольнику ов'_кв"_к есть повернутый план скоростей по уравнению v_b2=v_b1+v_b2b1

Отрезок pb₂ изображает в масштабе схемы аналог скорости тол­кателя s'=ds/dφ поэтому положение точки контакта в'\ можно найти и без построения огибающей. Для этого надо из точки b'k от­ложить отрезок b'_kb"_k = pb2 так, чтобы после поворота его вокруг точки в\ на 90° в сторону вращения кулачка вектор pb₂ соответст­вовал бы направлению движения толкателя. Диаметр тарелки дол­жен быть больше удвоенной величины максимального смещения точки контакта от оси толкателя.

полярные координаты профиля r и β находим с учетом повер­нутого плана скоростей:

А налог скорости толкателя s'=ds/d<p надо считать положитель­ным при подъеме толкателя и отрицательным — при опускании.

54. Законы (режимы) движения кулачковых механизмов.И их влияние на работу механизмов.

Выбор закона движения толкателя

Если в задании на проектирование не дан закон движения, то конструктор должен выбрать его из набора типовых законов движения, необходимо, чтобы ускорения толкателя не приводили к большим инерционным нагрузкам, а имеющаяся на предприятии технология позволила бы изготовить профиль с достаточной точностью.

Типовые законы движения делятся на законы с жесткими, мягкими ударами и безударные. С точки зрения динамических нагрузок, желательны безударные законы. Однако кулачки с такими законами движения технологически более сложны, так как требуют более точного и сложного оборудования, поэтому их изготовление существенно дороже. Законы с жесткими ударами имеют весьма ограниченное применение и используются в неответственных механизмах при низких скоростях движения и невысокой долговечности. Кулачки с безударными законами целесообразно применять в механизмах высокими скоростями движения при жестких требованиях к точности и долговечности. Наибольшее распространение получили законы движения с мягкими ударами, с помощью которых можно обеспечить рациональное сочетание стоимости изготовления и эксплуатационных характеристик механизма.

Рассмотрим четыре закона движения толкателя:

1. Равномерное движение толкателя (рис. 10.8, а) это наиболее простой закон движения. Кулачок имеет несложный профиль. Однако для быстроходных кулачковых механизмов он не пригоден, так как он связан со скачками скорости в начале и в конце хода толкателя, которые приводят к возникновению ускорений не ограниченных по величине. В начале и в конце хода толкателя, следовательно, силы инерции достигли бы бесконечно большой величины, имеют место «жесткие» удары. Исходя из указанных соображений, равномерное движение толкателя можно применять лишь для кулачковых механизмов при малых скоростях и малых мощностях.

2. Равноускоренное движение толкателя (рис. 10.8, б) скорость на первой части хода равномерно возрастает, а затем на втором участке хода равномерно убывает до нуля. На протяжении участков хода ускорение одинаковое. Участки разгона и замедления часто делают неодинаковыми, чтобы уменьшить ускорение и силы инерции на одном из них. Равноускоренное движение, характеризуемое прямоугольной диаграммой ускорений, не сопровождается ударами, скачков скорости нет, ускорения и, следовательно, силы инерции остаются ограниченными. Однако в быстроходных кулачковых механизмах этот закон движения вызывает повышенную вибрацию и износ. Причиной этого является изменение ускорения толкателя скачком, вызывающее «мгновенное» (за очень короткий промежуток времени) приложение к толкателю больших сил. Это явление называют «мягким» ударом.

3. Сглаженное равноускоренное движение толкателя (рис. 10.8, в). Достоинство – наименьшая величина максимального ускорения толкателя. Диаграмма ускорений имеет форму трапеции, что позволяет избежать скачков ускорения и «мягких» ударов. Такой закон движения может применяться и для быстроходных кулачковых механизмов.

4. Синусоидальный закон движения толкателя (рис. 10.8, г) позволяет получить наибольшую плавность движения, отсутствуют удары. Этот закон движения наиболее предпочтительно применять в быстроходных механизмах. Главным недостатком синусоидального (и трапецеидального) является высокая точность профиля кулачка.