8.1.1. Описание предлагаемых моделей кулачковых механизмов

Плоские кулачковые механизмы являются трехзвенными механизмами и состоят из стойки 1 (рис. 8.3), кулачка 3 (ведущее звено) и толкателя 2 (ведомое

Рис. 8.3

звено). Кулачок и толкатель образуют со стойкой низшие кинематические пары I (поступательные) и II (вращательные), а между собой – высшую кинематическую пару III (см. рис. 8.3,а – в). У всех предложенных моделей кулачок совершает вращательное движение, а толкатель – возвратно-поступательное (см. рис. 8.3,а,б) или колебательное (см. рис. 8.3,в).

Если центр вращения кулачка лежит на продолжении прямолинейной траектории толкателя, то кулачковый механизм называется центральным (см. рис. 8.3,б), если на расстоянии е от оси хода толкателя – дезаксиальным, а величина е называется дезаксиалом (см. рис. 8.3,а). Полный цикл работы таких кулачковых механизмов осуществляется за один оборот кулачка.

8.1.2. Конструктивные элементы кулачка

К конструктивным элементам кулачка относятся радиус начальной шайбы R_min (иногда обозначают R_o) и профили (рис. 8.4). На этом рисунке:

аb – профиль, по которому толкатель удаляется от центра О кулачка, называется профилем удаления (разгона), угол _у – угол фазы удаления;

bc – толкатель находится на одинаковом максимально удаленном расстоянии от центра О – профиль дальнего стояния, угол _д – угол фазы дальнего стояния;

cd – толкатель приближается к центру О кулачка – профиль приближения (возвращения), угол _в – угол фазы возвращения;

da – толкатель находится на одинаковом минимально удаленном расстоянии от центра О – профиль ближнего стояния, угол _б – угол фазы ближнего стояния.

Рис. 8.4

Рабочий угол кулачка определяется по формуле:

_р = _у + _д + _в = 360^о – _б; (8.1)

_р + _б = 360^о = 2 рад. (8.2)

Лабораторная работа 8 состоит из двух частей: в первой работа проводится с моделью кулачкового механизма, во второй осуществляется построение профиля кулачка.

8.2. Порядок выполнения работы

Ч а с т ь п е р в а я

1. Ознакомиться с устройством кулачкового механизма (модель выдает преподаватель).

2. Начертить кинематическую схему кулачкового механизма (без масштаба; толкатель должен находиться в фазе ближнего стояния).

3. С помощью транспортира определить на модели углы _у, _д, _в, _б. По формуле (8.1) подсчитать рабочий угол кулачкового механизма, а по формуле (8.2) сделать проверку этого рабочего угла.

4. Измерить радиус начальной шайбы R_min (R_o) на модели кулачкового механизма.

5. Замерить величину хода толкателя Н – медленно повернуть кулачок до положения дальнего стояния.

Ч а с т ь в т о р а я

Построение профиля кулачка проводится графическим путем. Для профилирования используется метод обращения движения: всем звеньям механизма сообщается новая угловая скорость –ω_кул, в результате чего кулачок неподвижен, а толкатель вращается вокруг него со скоростью –ω_кул. Построение проводится в стандартном масштабе _е, который выбирается в зависимости от максимального размера изображения на чертеже, равного для механизма с коромысловым (качающимся) толкателем 2l_CD (см. рис. 8.3,в), для остальных типов кулачковых механизмов – (2 R_min + Н).

Прежде чем приступить к построению профиля кулачка, необходимо в соответствии с заданием построить диаграмму движения S = S() толкателя (см. рис. 8.3,а,б) или коромысла (см. рис. 8.3,в).

Данные для построения профиля кулачка задает преподаватель по табл. 8.1.

Построение проводят в следующем порядке.

1. Для построения диаграммы (циклограммы) выбирается масштабный коэффициент _ углов поворота кулачка (_у, _д, _в, _б), который для удобства графических построений рекомендуется принимать равным 5 или 10 град/мм.

В этом масштабе по оси углов откладываются отрезки, мм, соответствующие углам удаления (_у), дальнего стояния (_д), возвращения (_в) и ближнего стояния (_б): l_у = _у / _, l_д = _д / _, l_в = _в / _, l_б = _б / _.

2. Задаются максимальной ординатой диаграммы на фазе дальнего стояния h. Величину ординаты y_max следует принимать в пределах 40 – 80 мм, причем большее значение h следует брать, если _у и _в равны или близки по величине; меньшее – при значительном различии величин этих углов.

3. От точки О (рис. 8.5) под острым углом к оси S проводится наклонная линия ОК, на которой в масштабе _е откладывается ход толкателя Н.

Рис. 8.5

4. Фазовые углы _у и _в делятся на четное число частей (4 – 8), и соответствующие ординаты графика S = S() (см. рис. 8.5) переносятся на ось S. Получаем точки 1 – 8. Точки 4 и 5, имеющие максимальную ординату h или y_maх, соединяем с точкой 4 на прямой ОК. Остальные ординаты проектируются на наклонную прямую ОК параллельно верхней соединительной линии 4 – 4. Полученные деления переносятся на вертикальную ось (рис. 8.6) от точки С_о (на рис. 8.6 таким образом получено 17 точек).