Вопрос 39

В общем случае целью кинематического анализа типовых кулачковых

механизмов при заданной схеме механизма является определение закона движения выходного звена, а при известных основных размерах всех звеньев – определение закона движения выходного звена.

Закон движения выходного звена определяют как функцию от угла поворота кулачка исходя из особенностей структуры кулачкового механизма и

заданных параметров:

S = f(ϕ),где ϕ – угол поворота кулачка.

Графоаналитический метод кинематического анализа может осуществляться двумя методами: методом кинематических диаграмм или методом кинематических планов. Метод планов применительно к анализу типовых кулачковых механизмов основан на использовании заменяющих механизмов.

Заменяющий механизм – это механизм, структура которого содержит

только низшие кинематические пары, имеющие при определенных положениях ведущего звена те же перемещения, скорости и ускорения для выходного звена, что и соответствующий ему механизм с высшей парой.

При выборе схемы заменяющего механизма основное внимание уделя-

ют сохранению законов движения ведущего и выходного звеньев кулачковых

механизмов и взаимному расположению осей эти звеньев. Каждая высшая

кинематическая пара заменяется двумя низшими парами, что приводит к появлению в структуре заменяющего механизма фиктивного звена 3.

Вначале, исходя из заданных условий, строится диаграмма аналога усКорения Затем, воспользовавшись графическим ин-

тегрированием диаграммы аналога ускорения, сначала формируют диаграм-

му аналога скорости потом, используя графическое интегрирование диаграммы аналога скорости, получают диаграмму пути

Основными критериями, которыми руководствуются при решении задач синтеза кулачковых механизмов, являются: минимизация габаритно-

массовых характеристик и значений углов давления, а также обеспечение

технологичности конструктивного профиля кулачка.

Синтез любого кулачкового механизма выполняется в два этапа: структурный синтез и метрический синтез.

На этапе структурного синтеза осуществляется формирование структурной схемы кулачкового механизма, т. е. обосновывается число звеньев подвижных звеньев и виды движения, ими совершаемого; количество и

вид элементов стойки; число, класс и подвижность кинематических пар,

количество и вид кинематических цепей. Дополнительно обосновывается

введение в структуру кулачкового механизма каждой избыточной связи и

местной подвижности. Определяющими условиями при выборе структурной схемы являются: заданные законы преобразования движения входного

и выходного звеньев и взаимное расположение осей этих звеньев. Если оси

входного и выходного звеньев параллельны, то выбирается плоская схема

механизма. При пересекающихся или перекрещивающихся осях необходимо использовать пространственную схему. В кулачковых механизмах, работающих под действием небольших силовых факторов, используют выходное звено с заостренной рабочей поверхностью. В кулачковых механизмах, работающих под действием больших силовых факторов, с целью повышения долговечности и уменьшения износа в состав структуру вводят ролик или увеличивают приведенный радиус кривизны контактирующих

поверхностей звеньев.

На этапе метрического синтеза определяются основные размеры звеньев кулачкового механизма и конфигурация рабочих поверхностей профилей

кулачка, обеспечивающая реализацию заданных законов движения и передаточной функции или максимального перемещения выходного звена.