2.4 Силове дослідження вихідного механізму

Вичертимо в масштабі μ_l схему вихідного механізму в точці А прикладаємо реакцію R₂₃, але протилежно їй спрямовану - R₃₂ = 3638 Н.

На ланку 2 діє сила, що врівноважує, F_вр, вона спрямована перпендикулярно кривошипу 2 убік протилежну дії R₃₂

Силу F_вр визначимо із суми моментів сил для ланки ОА:

ΣМ₀ (ОА) = 0;

F_вр · ОА - R₃₂ · h_R32 = 0; F_вр = R₃₂ · h_R32/ ОА = 3486 Н

У точці О прикладена реакція R₁₂, напрямок і величину цієї реакції визначимо з рівняння рівноваги вихідного механізму.

ΣF_i = 0

F_вр1 + R₃₂ + R_в2= 0

Приймемо масштаб плану сил вихідного механізму μ_F3 = 36,38 Н/мм

Із плану сил визначаємо напрямок реакції R₁₂ і величину по формулі

R₁₂ = [R₁₂] μ_F3 = 83 · 14,26 = 728 Н

3. Синтез кулачкового механізму

3.1 Побудова діаграм змін руху вихідної ланки

Вичерчуємо в довільному масштабі (зручному для обробки) діаграму зміни кутового прискорення вихідної ланки. Методом графічного інтегрування діаграми прискорень, одержуємо діаграму кутових швидкостей. Будуємо діаграму змін кутового переміщення вихідної ланки, інтегруючи діаграму швидкостей, одержуємо діаграму переміщень вихідної ланки ψ_max = 25⁰

Визначаємо масштаб діаграми: град/мм

Усі інші переміщення штовхача визначимо по формулі

ψ₁ = 0,91⁰; ψ₂ = 5,4⁰; ψ₃ = 12,71⁰; ψ₄ = 18⁰; ψ₅ = 20,6⁰

3.2 Визначення мінімального радіуса кулачка

Для визначення мінімального радіуса кулачка вибираємо центр обертання коромисла, т.В, будуємо його крайні положення по й траєкторію т.А. Відповідно до діаграми переміщень розмічаємо траєкторія т.А коромисла АВ – точки 0,1,2 т. д. і на продовженні променів В0, В1 В2 і т.д. відкладаємо аналоги кутових швидкостей т.А при обертанні кулачка й коромисла в одну сторону й убік т.В при обертанні в різні сторони. Отримані точки 1´, 2´, 3´ і т.д. з'єднуємо плавної кривою. Проводимо під кутом [δ] дотичні до кривих із двох сторін, які визначають зону (заштрихована) розташування центру обертання кулачка точка О. Центр обертання кулачка т. О повинен бути розташований трохи нижче точки перетинання дотичних – т.О'. Відстань О0 – мінімальний радіус кулачка.

3.3 Побудова профілю кулачка

Проводимо окружність рівну діаметру кулачка по його мінімальному радіусу. Від точки 0 робимо зарубку радіусом рівним довжині коромисла L, з т.О зарубку радіусом рівним міжосьовій відстані. Перетинання двох зарубок дасть центр обертання коромисла т.В. Радіусом ОВ із т. О проводимо траєкторію точки В у зверненому русі. Від лінії ОВ₀ у протилежному напрямку обертанню кулачка відкладаємо фазові кути кулачка. Від лінії А₀В₀ відкладаємо максимальний кут розмаху коромисла ψ_max і проводимо траєкторію т.А в дійсному русі. Розмічаємо дугу А₀А₆ відповідно до діаграми кутових переміщень ψ = ψ(φ)

Розділимо кут віддалення на 6 положень кулачкового механізму. Центр обертання коромисла буде займати у зверненому русі положення В₁, В₂, В₃ і т.д.

Знаходимо положення центру ролика А методом зарубок . Із центру обертання кулачка О проводимо дугу, наприклад радіусом ОА₁, а з т. В – дугу радіусом L = АВ. Тоді точка 1 буде визначати положення центру ролика А у першім положенні зверненого руху. Аналогічно знаходимо положення т.А в інших положеннях механізму. З'єднавши, плавною кривою, отримані точки одержимо теоретичний профіль кулачка.

Для побудови дійсного профілю кулачка із усіх точок теоретичного профілю проводимо окружності радіусом r_рол = 22 мм, проводимо, що обгинає криву до роликів одержуємо практичний профіль кулачка.

Аналогічно будуємо профіль кулачка на куті зближення, а на кутах далекого й близького стояння кулачок буде обкреслений кривими постійного радіуса: r_мах – r_рол; r₀ – r_рол.