3. Обоснование метода профилирования кулачка

Наиболее целесообразно оказывается применение метода обращения движения. Суть этого метода заключается в том, что всему механизму в целом придают вращение с угловой скоростью, равной по величине, но противоположной по направлению, того звена, которое необходимо сделать неподвижным. Следовательно, подвижное начальное звено, имеющее сложный профиль, условно считающийся неподвижным, а стойку вращают в противоположном направлении. Такое обращение называют обращённым движением. Относительное положение всех звеньев, в том числе входного и выходного звеньев, при обращении движения не изменяется.

3. Выбор радиуса ролика

Радиус ролика в силовых механизмах назначают по условию контактной прочности, т.е. с учётом ширины ролика, механических свойств материалов рабочих поверхностей ролика и кулачка и заданной долговечности. В кинематических передачах геометрическим ограничением являются допустимые ошибки положения и отсутствие самопересечения конструктивного профиля, когда радиус ролика ошибочно назначают больше, чем минимальный радиус кривизны на каком либо участке центрового профиля. На практике применяют Rp 0.4 _{k min}

1.7. Силовой расчёт

Для дальнейшего расчёта на прочность деталей кулачкового механизма выполняем силовой расчёт – определяем силы действующие на звенья механизма, реакции в кинематических парах (R_0.1 R_1.2 R_0.2) и величину уравновешивающего момента (М_у), приложенного к кулачку.

Толкатель:

R_1.2=M*h₁

R_1.2=32*0.10355=3.31Hм

R_0.2= -R_1.2

Кулачёк:

М_у=R_2.1*h₂

М_у=3.31*0.02988=0.098

R_0.1=М_у

1.8. Строим планы сил. Вывод

При внешнем эвольвентном нулевом зацеплении колёс в данном случае мы имеем подрез ножки зубьев шестерни. График удельного скольжения и график удельного давления неравномерны, что говорит о резкой смене напряжения на зубья, находящиеся в зацеплении. Скольжение же профилей влияет на износ зубьев, уменьшая износостойкость передачи. Чтобы избежать больших потерь на скольжение профилей и уменьшить их износ, практическая линия зацепления должна располагаться в зоне относительно коэффициентов скольжения. Так как при подрезе срезается часть эвольвенты, образующей профиль зуба, то ножки зубьев ослабляются. Чтобы уменьшить подрез ножки зуба вводится смещение, определяемое коэффициентом смещения х. Так же меняется межосевое расстояние, которое не влияет на передаточное отношение, а влияет на положение полюса зацепления и величину угла зацепления.

Одним из основных достоинств кулачковых механизмов является лёгкость синтеза, то есть получения профиля кулачка с большой степенью точности, удовлетворяющему заданному закону движения толкателя. В кулачковом механизме легко осуществить движение ведомого звена-толкателя с остановками, при непрерывном движении кулачка.

Недостатком является повышенное удельное давление а, следовательно, повышенный износ элементов высшей кинематической пары, что в свою очередь, приводит к искажению закона движения толкателя. Также кулачковый механизм обладает низким КПД, вследствие увеличения угла давления. При КПД примерно равном нулю, кулачковый механизм может заклиниваться. Тогда для устранения возможности заклинивания, ставится условие, чтобы угол давления во всех положениях механизма был меньше критического, при котором КПД=0.