Кулачковый механизм с поступательно движущимся плоским толкателем
Кулачковый механизм с поступательно движущимся плоским толкателем Как было указано ранее, в данном типе механизмов величина окружности минимального радиуса определяется из условия выпуклости кулачка, которое описывается формулой Я. Л. Геронимуса
Таким образом для определения rmin строим суммарный график (S+S") в одном масштабе (KS=KS'') и с учетом знака. Величина rmin выбирается как максимальная отрицательная величина этого графика с некоторым запасом Δ для того, чтобы избежать заострения профиля кулачка. |
Профиль кулачка
Построение профиля кулачка
При построении профиля кулачка используется метод обращения движения. Придаем всем звеньям скорость (– ω1). Тогда кулачок становится неподвижным, а толкатель вместе со своей опорой начинает вращаться со скоростью (– ω1), огибая кулачок.
Рисунок 17 – Построение профиля кулачка с поступательно движущимся роликовым толкателем
Поэтому при синтезе механизма теоретический профиль кулачка формируется как геометрическое место конца толкателя в его обращенном движении для точечных и роликовых толкателей. В механизмах с роликовым толкателем для построения практического профиля задается радиус ролика (rрол) и вычерчивается n-е количество окружностей этого радиуса с центром на теоретическом профиле. Огибающая к этим окружностям (проведенная внутри теоретического профиля) представляет собой практический профиль.
Радиус ролика выбирается произвольно, но его радиус не должен быть больше минимального радиуса кривизны теоретического профиля кулачка (rрол< ρmin ). Пример построения профиля кулачка с поступательно движущимся роликовым толкателем приведен на рисунке 17. В механизме плоским (тарельчатым) толкателем профиль кулачка формируется как огибающая ко многим положениям тарелки в обращенном движении. В этом случае теоретический профиль совпадает с практическим (рисунок 18).
Рисунок 18 – Построение профиля кулачка с поступательно движущимся толкателем, имеющим плоскую тарелку |
Расчет усилия пружины для силового замыкания высшей пары
Определение усилия пружины, обеспечивающей силовое замыкание высшей пары
Отрыв толкателя от профиля кулачка может произойти либо вследствие действия инерционной силы толкателя, либо вследствие действия его инерционного момента (при коромысловом толкателе).
Пружину следует подбирать так, чтобы во всех положениях механизма прижимающая сила упругости пружины была больше отрывающего силового фактора.
Максимальная сила инерции толкателя, отрывающая его от кулачка, соответствует максимальному отрицательному значению ускорения на диаграмме движения толкателя. |
Решение представляет собой элементарную задачу статики.
Рисунок 19 – Расчетная схема для кулачкового механизма с поступательно движущимся толкателем
На рисунке 19 показана расчетная схема для определения силы упругости пружины, необходимой для обеспечения постоянного контакта поступательно движущегося толкателя с кулачком в процессе работы (для силового замыкания при верхнем расположении толкателя).
Условие силового замыкания:
В данном случае отрывающая толкатель от кулачка сила инерции Fиот направлена вверх, т.е. соответствует ускорению толкателя, направленному вниз.
На диаграмме ускорений (или аналогов ускорений) это соответствует отрицательным ординатам. Поэтому величина расчетной силы инерции определяется следующим образом:
где
S"от - абсолютное значение максимальной отрицательной ординаты на диаграмме аналогов ускорений толкателя (в мм);
ωкул – угловая скорость кулачка.
КS'' - масштаб аналогов ускорений (в мм/мм).
Окончательно уравнение для определения усилия упругости пружины, необходимой для силового замыкания приобретает вид:
mT – масса толкателя в кг;
g – ускорение свободного падения (9,8 м/с2).