3. Профілювання кулачка

Для кулачкових механізмів з роликовим штовхачем методом обернення руху будують теоретичний профіль кулачка.

Призначаємо масштаб побудови:

Будуємо коло яке за радіусом дорівнює . Ексцентриситет у нашому випадку дорівнює нулю. Задаємось напрямом обертання кулачка , який протилежний істинному.

Будуємо у заданому масштабі траєкторію переміщення штовхача, яке відповідає графіку переміщення , та відповідні фазові кути . Отримавши траєкторію руху штовхача визначаємо мінімальний радіус кривизни центрового профілю . Мінімальний радіус кривизни визначають приблизно як радіус кола, що проходить через три точки, що лежать на ділянці центрового профілю з максимальною кривизною. Для цього через три точки проводимо нормаль, 3 прями яких перетинаються у одній точці. Відстань від цієї точки буде радіусом кривизни. Отриманий мінімальний радіус кривизни дорівнює:

Потім визначаємо радіус ролика, який повинен задовольняти умовам:

Призначаємо радіус ролику:

Після визначення радіуса ролика будуємо робочий профіль кулачка як обгинальну сімейства кіл радіуса у 17 відповідних положеннях.

4. Побудова діаграм кута передачі руху

Для побудови діаграми передачі кута руху потрібно повернутися до діаграми визначення мінімального радіусу кулачка, та визначити відповідні кути. Для цього з’єднуємо точки діаграми за обраним центром кулачка прямими лініями (кожна така лінія визначає напрям нормалі до профілю кулачка в розглянутому положенні штовхача) і вимірюємо у кожному положенні кут між цією лінією і відповідним вектором лінійної швидкості центра ролика, установленого на штовхачеві, задовольняючи умові:

Отримані кути занесені у таблицю 4.2.

Таблиця 4.2

Положення
	град
0 – 17	0
1 – 16	9,7
2 – 15	18,4
3 – 14	25,52
4 – 13	31
5 – 12	23,07
6 – 11	15,3
7 – 10	7,62
8 – 9	0

За отриманим значенням кута тиску будуємо графік його зміни в залежності від кута повороту кулачка.

Для побудови діаграми призначаємо масштаб.

Як бачимо значення кута тиску не виходять за межі допустимого значення

Це говорить про те, що вибраний радіус задовольняє всі умови.

5. Розрахунок жорсткості замикаючої пружини

З аналізу закону зміни аналога пришвидшення штовхача випливає, що під дією виникаючої сили інерції можливий відрив штовхача від поверхні кулачка, в другій половині фази віддалення і першій половині фази наближення, тобто в областях від’ємних значень аналога пришвидшення штовхача.

Тому найбільша сила інерції, що виникає при поступальному русі штовхача дорівнює:

де – маса штовхача;

– кутова швидкість кулачка:

– кількість обертів кулачка

– максимальна від’ємна ордината графіка аналога пришвидшення штовхача в зазначених областях.

Якщо прийняти, що найбільша сила пружності замикаючої пружини:

А сила попереднього натягу пружини

То відповідна жорсткість буде дорівнювати:

де – хід штовхача, мм.

Усі дані заносимо до таблиці, у верхній частині аркуша.