Бурлака, Кучеренко, Мазоренко, Тищенко, Основы теории механизмов и машин

290Лекция 15

6.Соединив точки 0, 1', 2', 3' и т.д. плавной кривой, получим теоретический профиль кулачка на фазах удаления и приближения. Фазы приближенного и удаленного выстою, очерчиваем дугами окружностей

радиуса r0 и rmax r0 H соответственно.

Полученный профиль кулачка является рабочим (конструктивным) для кулачкового механизма с заостренным толкателем и центровым, по которому движется центр ролика, для кулачкового механизма с роликовым толкателем.

Кулачковый механизм со смещенным толкателем

Построение профиля кулачка осуществляется в такой последовательности (рис. 7.23).

1.Из центра вращения кулачка А проводим

смещения оси толкателя радиуса .

2.Точка 0 пересечения окружности радиуса r0 с

осью толкателя 2 соответствует начальному положению толкателя. Ось толкателя 00'' касательная к окружности радиуса . От перпендикуляра А0'' в направлении, противоположном угловой скорости 1, откладываем фазовые углы удаления у , удаленного выстою у.в и

приближения п .

3.Разбиваем фазы удаления и приближения

6. Соединив точки 0, 1', 2', 3' и т.д. плавной кривой получаем теоретический профиль кулачка на фазах удаления и приближения. Фазу приближенного выстою очерчиваем дугой окружности радиуса r0, а

удаленного – дугой окружности, которая проходит через конечную точку профиля кулачка на фазе удаления (точка

5' на рис. 7.23).

Полученный профиль кулачка является рабочим (конструктивным) для кулачкового механизма с заостренным толкателем и центровым, по которому движется центр ролика, для кулачкового механизма с роликовым толкателем.

7.6.2.Построение профиля кулачка для механизма

сроликовым толкателем

Как отмечалось ранее, для уменьшения трение в высшей кинематической паре А (рис. 7.4,а) на толкателе устанавливают роликовый башмак.

Построение профиля кулачка при наличии ролика осуществляется в два этапа.

На первом этапе строится теоретический (центровой) профиль кулачка, т.е. профиль кулачка с заостренным толкателем. Это построение подробно описано в разделе 7.6.1.

На втором этапе вначале определяется радиус ролика rp , а затем строится рабочий (конструктивный)

профиль кулачка по известному центровому профилю.

Рабочий профиль кулачка 2 (рис. 7.24) с роликовым толкателем представляет собой равноотстоящую (эквидистантную) от центрового профиля 1 кривую. Расстояние между кривыми по нормали равно радиусу ролика.

Рабочий профиль кулачка строится следующим образом (рис. 7.24). Из различных положений центра ролика на фазах удаления и приближения центрового профиля 1 проводят ряд окружностей, радиус которых

окружности внутри центрового профиля на этих фазах будет искомым рабочим профилем кулачка с роликовым толкателем. Фазы приближенного и удаленного выстою

Рис. 7.24. Рис. 7.25.

Остановимся на тех ограничениях, которые должны быть наложены на радиус ролика. При назначении радиуса ролика руководствуются прочностными, эксплуатационными и геометрическими соображениями.

Исходя из прочностных и эксплуатационных соображений, особенно в силовых механизмах, радиус ролика определяют по условию контактной прочности, т.е. с учетом ширины ролика, механических свойств материалов рабочих поверхностей ролика и кулачка и заданной долговечности механизма. Кроме того, необходимо обеспечить качение ролика по кулачку, поскольку если ролик не будет вращаться то его введение в кинематическую цепь не приведет к снижению потерь на

294 Лекция 15

трение. Детально методика расчета радиуса ролика из этих

(рис. 7.25) строится путем перемещения центра ролика по центровому профилю 1 и если радиус ролика rр назначить

больше чем минимальный радиус кривизны min какого либо участка центрового профиля, то возникнет самопересечение рабочего профиля (точка а), т.е. рабочий профиль кулачка станет практически невыполнимым.

Следовательно, радиус ролика rр должен быть

меньшим из определенных по формулам (7.17), (7.18) и назначают конкретное значение в соответствии со стандартным рядом диаметров и длин в машиностроении.

7.7. Определение начального радиуса шайбы кулачка по условию выпуклости профиля.

Рассмотрим условия, необходимые для проектирования кулачковых механизмов, у которых толкатель имеет тарельчатый башмак.

Наиболее распространена в таких механизмах плоская тарелка , перпендикулярная оси движения

Таким образом, графическим способом начальный радиус шайбы кулачка можно определить, если построить зависимость аналога ускорения толкателя от его перемещения S2 f S2 . Перемещение толкателя S2

откладываем (рис. 7.28) вдоль вертикальной оси диаграммы, а значения аналога ускорения S2 – вдоль

горизонтальной оси. Диаграмма строится для фазы удаления или приближения, если законы движения на этих фазах одинаковые, и для обеих фаз, если законы движения на этих фазах разные.

где S2b и S2b – значения перемещения и аналога уско-

рения в точке b .

Если при построении диаграммы масштабные коэффициенты по осям S2 и S2 выбрать равными

( S S ), то:

Сравнивая (7.27) с формулой (7.26) получаем, что произведение (А10) S равно радиусу r0 , т.е. отрезок А10 в

масштабе S изображает начальный радиус шайбы кулачка, а точка А1 является центром вращения кулачка. Если центр вращения кулачка выбрать в точке А, то начальный радиус шайбы кулачка будет минимальным r0 (А0) S .

Построение профиля кулачка с тарельчатым

3.Углы у и п фаз удаления и приближения

(рис. 7.29) делим на n частей (лучи А1, А2, А3 и т.д.,

движении определяют положение оси толкателя 2 в соответствующем положении кулачкового механизма.

(прямые проведенные через точки 1', 2', 3' и т.д. перпендикулярно соответствующим положениям оси толкателя 2 в обращенном движении).

Рис. 7.28.

5. Рабочий (конструктивный) профиль кулачка на фазах удаления и приближения представляет собой огибающую кривую ко всем положениям тарелки. Фазу приближенного выстою очерчиваем дугой окружности радиуса r0, а удаленного – дугой окружности радиуса

rmax r0 H .