2.Синтез плоского кулачкового механизма

Схема механизма:

Исходные данные:

Закон движения толкателя по углу поворота кулачка:

Основные задачи синтеза кулачкового механизма

Основная задача проектирования работоспособного механизма связана с определением основных геометрических размеров кулачковой шайбы и построением профиля, отвечающего заданному закону движения толкателя.

Если наименьший размер кулачковой шайбы вращающегося кулачка меньше допустимого, то произойдёт заклинивание и кулачковый механизм будет неработоспособным.

В связи с этим необходимо:

1)определить наименьший размер кулачка, исходя из данного закона движения толкателя по углу поворота кулачка, заданного или выбранного угла передачи движения (или угла давления) и длине коромысла (для кулачкового механизма с коромысловым толкателем;

2)построить теоретический (центровой) профиль кулачка;

3)выбрать (определить) радиус ролика и построить практический (действительный) профиль;

4)найти углы передачи движения для каждого положения и построить график;

5)произвести силовой расчёт для одного положения.

1. Масштаб закона движения кулачка

Вычерчивается в масштабе график: S_c=S_c( ).

Для коромыслового толкателя линейное перемещение точки С конца толкателя:

S_c= мм.

где L - длина коромысла, мм;

- размах (ход) коромысла в радианах:

.

В зависимости от формата выбираем линейный масштаб перемещения (мм/мм). Тогда высота графика h будет:

Масштабы по оси абсцисс

угловой масштаб рад/мм.,

рад/мм..

При заданной частоте вращения кулачка n об/мин масштаб времени:

с/мм,

где L – длина графика S - (принимается в зависимости от формата чертежа).

с/мм. .

2. Масштабы графиков первой производной

Приняв полюсное расстояние H, методом графического дифференцирования (метод касательных или метод хорд) строятся графики первой производной или - аналоги скоростей. Масштабы графиков:

,

.

Масштабы линейной скорости этих графиков определяется из выражения:

,

.

1. По заданным давления или передачи движения находится область возможных положений центра вращения кулачка и определяются размеры кулачкового механизма: радиус кулачка, величина смещения, расстояние между центрами вращения кулачка и коромысла.

2. При выбранных размерах кулачка и заданному закону движения толкателя, используя метод обращения движения, строится теоретический профиль кулачка.

3. Выбрав (определив) радиус ролика r_p строим практический профиль кулачка.

3. Масштабы графиков второй производной

1. Для определения линейного или углового ускорения строим график: а=а(t), для чего следует продифференцировать график V=V(t). Масштабы этих графиков будут:

Здесь - полюсное расстояние при вторичном дифференцировании, принятое .Масштабы аналогов ускорений:

.

2. Выбрав положение центра вращения кулачка (в области возможных его положений) и, соединив его с концами отрезков на графиках, определяются углы передачи движения, и строится график .