6. Определение параметров пружины.

В кулачковых механизмах с геометрически незамкнутой кинематический парой кулачок-толкатель для обеспечения непрерывности соприкосновения звеньев, образующих высшую пару, предусматривают силовое замыкание: устанавливают, чаще всего винтовую пружину. Сила упругости пружины должна обеспечивать прижим ролика или толкателя к профилю кулачка.

Размыкание высшей пары вызывается силами инерции толкателя, силами тяжести и, в отдельных случаях, силами трения. Сила тяжести толкателя и связанных с ним деталей может прижимать толкатель к кулачку, а при другом расположении толкателя способствовать его отрыву.

Неразрывность соприкосновения будет обеспечена, если общая замыкающая сила во всех положениях толкателя будет больше сил, стремящихся нарушить контакт.

Неразрывность соприкосновения будет обеспечена, если общая замыкающая сила во всех положениях толкателя будет больше сил, стремящихся нарушить контакт:

где F_пж – сила упругости пружины;

G – сила тяжести толкателя и деталей с ним связанных;

F_и – сила инерции толкателя;

m – масса толкателя

где - коэффициент запаса (надежности).

Примем .

где - начальное натяжение пружины, начальное перемещение;

- осевая деформация пружины (ход толкателя до положения с максимальным ускорением);

- коэффициент жесткости пружины.

где - частота вращения кулачка.

Определяем силы отрывающие толкатель от кулачка. Зададимся массой толкателя кг.

Из анализа графика аналога ускорений можно выделить шесть этапов движения толкателя (считаем что толкатель расположен сверху):

1 этап: толкатель движется вниз (удаляется), скорость направлена вниз, ускорение направлено вниз, сила тяжести направлена вниз, сила инерции направлена вверх

2 этап: толкатель движется вниз (удаляется), скорость направлена вниз, ускорение направлено вверх, сила тяжести направлена вниз, сила инерции направлена вниз

3 этап: толкатель движется вверх (возвращается), скорость направлена вверх, ускорение направлено вверх (ускоряется), сила тяжести направлена вниз, сила инерции направлена вниз

4 этап: толкатель движется вверх (возвращается), скорость направлена вверх, ускорение направлено вниз (замедляется), сила тяжести направлена вниз, сила инерции направлена вверх

Построим график зависимости .Сила тяжести полностью компенсирует отрывающие силы инерции. Пружина не нужна.

2. Синтез зубчатой передачи и планетарного механизма.

1. Кинематическое исследование рычажного механизма.

Рычажными называются механизмы, звенья которых образуют только вращательные, поступательные, цилиндрические и сферические пары. Звено рычажного механизма, образующее со стойкой поступательную пару, называется ползуном, а вращательную кривошипом (если может совершать полный оборот) или коромыслом (неполный оборот). Звено, не связанное со стойкой, называется шатуном. Кулисой называется звено, вращающееся вокруг неподвижной оси и образующее с другим подвижным звеном поступательную пару.

Под кинематическим исследованием механизма понимают изучение движения его звеньев по заданному закону движения начального звена без учета действующих сил. Кинематическое исследование проводится с целью определения положений, скоростей и ускорений звеньев, а так же построения движения характерных точек механизма.

Циклом или периодом работы механизма называется такой промежуток времени, через который звенья механизма возвращаются в первоначальное положение, после чего рабочий процесс в механизме повторяется.