1.2 Синтез кулачкового механизма с плоским тарельчатым толкателем

Целью синтеза кулачкового механизма с плоским тарельчатым толкателем является определение минимального радиуса основной шайбы кулачка r₀ , а также определение радиуса тарелки R_тар.

Лимитирующими в кулачковом механизме с плоским тарельчатым толкателем являются кинематические условия, то есть при неправильном выборе размеров кулачка, радиуса r₀ , невозможно будет реализовать выбранный закон движения толкателя.

Другими словами кинематическое условие проектирование можно сформулировать, как условие выпуклости действительного профиля кулачка.

Определим минимальный радиус кулачка r₀ для меха­низма с плоским тарельчатым толкателем из условия обеспечения выпуклого профиля кулачка. Для этого можно воспользоваться ме­тодом Я.Л. Геронимуса, позволяющим графически решить неравенство

Для решения неравенства необходимо воспользоваться диаграммой S=Ф₅(d²s/dφ²), которую необходимо построить с одинаковыми масштабными коэффициентами по обеим осям диаграммы. Эта диаграмма строится совмещением двух диаграмм S=Ф₁(φ) и d²s/dφ²= Ф₃(φ)

На правой или левой свободных частях листа построим совмещенную диаграмму s=Ф₄(ds/dφ) с одинаковыми масштабными коэффициентами по обеим осям. Для этого совместим диаграммы S=Ф₁(φ) и ds/dφ= Ф₂(φ), полученные ранее при интегрировании ( Рис 1), исключив параметр φ. При этом необходимо подсчитать либо коэффициент преобразования одной из координат К_v, либо угол наклона отображающей прямой _v

K_а=tg _а=_s /_d2s/dφ2=H_а_; _а=arctg K_а

Проведем к отрицательной части диаграммы прямую под углом 45 град. Она отсечет на оси ординат минимальный радиус r_0min

Подсчитать радиус основной шайбы кулачка, приняв минимальный радиус кривизны профиля кулачка

R_{крив.min.}=(10…20) 10^-3 м

Если минимальный радиус r_0min получается меньше, чем ход толкателя h_max, то следует принять

r ₀ =(3…5) h_max .

Построить в масштабе теоретический профиль кулачка, применив метод обращенного движения. Для этого от произвольного положения против вращения отложим фазовые углы φ_п, φ_вв, φ_оп. Разбиваем фазовые углы на интервалы, соответствующие интервалам закона движения и проводим оси толкателя как

центральные, проходящие через центр ращения кулачка. По соответствующим направлениям откладываем перемещения толкателя s_i при этом рекомендуется заполнить таблицу. Выделить кружочками центры тарелки во всех промежуточных положениях толкателя.

Положения	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
S диаграммы
Перемещение на плане
Положения	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24
S диаграммы
Перемещение на плане

Построить практический профиль кулачка, проводя перпендикуляры к радиусам (тарелки) через соответствующие точки теоретического профиля. Действительный профиль будет являться огибающей параметрического семейства тарелок.

Выбрать радиус тарелки толкателя, учитывая, что величи­на радиуса тарелки должна быть R_{тарелки}›│ds/dφ│_max.

Радиус тарелки R_тар толкателя может быть определен и приближенно после построения практического профиля кулачка по расстоянию от центра тарелки до наиболее удаленной точки касания тарелки с практическим профилем. Радиус тарелки следует принять на (5..8)х10^-3м большим, чем найденное расстояние с учетом масштаба построения.

R_{тарелки}=│ds/dφ│_max +5…8 мм.

Закончить построение плана кулачкового механизма с та­рельчатым толкателем. показав контурной линией практический профиль кулачка, пунктирной линией теоретический профиль. В одном из положений изобразить тарельчатый толкатель с учетом определенного радиуса тарелки R_тар, показать опоры кулачка и толка­теля. Проставить на плане механизма r₀, h_max, ω_кул, углы φ_п, φ_вв, φ_оп, φ_нв, а также обозначить номера всех взаимных положений кулачка и толкателя.

ЛИСТ 2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ

Цель листа . Для заданных параметров цилиндрической зубчатой

передачи провести геометрический расчет и выполнить чертеж эвольвентной цилиндрической зубчатой передачи внешнего зацепления. Определить также качественные показатели этой передачи.

Пример выполнения листа показан на Рис. 4

2.1. Исходные данные:

Исходные данные для выполнения второго листа содержатся на странице задания.

Z_1, Z_2, - числа зубьев колес

m – модуль зубчатой передачи

x₁, x₂ – коэффициенты смещения инструмента при нарезании

зубчатых колес

Параметры исходного контура (ГОСТ 13755-84)

h_a^*- коэффициент высоты головки зуба

h_l^*- коэффициент граничной высоты

с^* - коэффициент радиального зазора

α- угол профиля исходного контура

Р ис.4

Выберем диапазон α, внутри которого наверняка лежит угол зацепления α_w. Например: 20⁰ и 30⁰. Подсчитаем на калькуляторе, по приведенной формуле, инволюты этих углов.