Синтез кулачкового механизма с роликовым толкателем

Исходные данные:

Параметры	Значения
Ход толкателя S, мм.
Мин. угол передачи движения при подъёме γпмин при опускании γомин
60 (1/0,0175)
50 (0,83/0,0146)
Полезное усилие на толкателе F, H
Фазовые углы: подъёма φП (косинусоида) верхнего выстоя φВВ (квадратичная парабола) подъёма φО
180° (3.1416)
60° (1.0472)
90° (1.5708)
Диаметр вала d, мм
Направление вращения кулачка	Против часовой стрелки

Значение эксцентриситета (е) примем равным нулю.

φ_раб=φ_п+ φ_вв+ φ_о+ φ_нв=180º+60º+90º+30º

Выберем масштаб перемещения толкателя S:

Закон движения толкателя – квадратичная парабола:

В формуле знак «+» - на фазе подъема (φ_п), знак «-» - на фазе опускания (φ_о).

В формуле знак «-» - на фазе подъема (φ_п), знак «+» - на фазе опускания (φ_о).

Подставляя значения в вышеуказанные формулы строим графики зависимости фазы подъема и фазы опускания (Таблица 1):

Значения
Фград
S, мм	0.0	1.0	3.7	8.0	13.2	18.8	24.0	28.2	31.0	32.0
Sмасштаб, мм
Vi, мм		8.7	26.1	37.7	46.4	52.2	46.4	37.7	26.1	8.7

Значения
Фград
S, мм	32.0	31.2	28.8	24.9	19.4	12.6	7.1	3.2	0.79	0.0
Sмасштаб, мм
Vi, мм		10.6	28.9	64.4	85.5	101.8	110.2	105.5

Методом графического дифференцирования (по метод касательной или метод хорд), приняв полюсное расстояние H, строятся графики первой производной S'=dS/dφ - получаем график аналога скорости толкателя V(φ).

При кинематическом замыкании кулачок является ведущим звеном на всех фазах работы кулачкового механизма. Поэтому при определении основных размеров кулачкового механизма с силовым замыканием углы давления α должны быть меньше допустимой величины α_max, как на фазе удаления, так и на фазе приближения толкателя.

Для предварительных расчетов примем значение угла давления (при условии α+γ=90º):

α_max≈30º…40º (γ_min ≈50º…60º)

С целью обеспечения посадки кулачка на вал рекомендуется соблюдать условие

где – радиус ролика; dв – диаметр вала; ∆ - разность между радиусом r_o практического профиля кулачка и радиусом вала 0,5 dв.

Разность ∆ при dв = 20… 30 мм можно принять равно 5…10.

.

Список литературы

Основная

1. Артоболевский И. И. Теория механизмов и машин: Учеб. для ВТУЗов. – М.: Наука, 1988. – 640 с.

2. Теория механизмов и машин: Учеб. для ВТУЗов / К. В. Фролов, С. А. Попов и др.; Под ред. Фролова К. В. – М.: Высш. шк., 1987. – 496 с.

3. Курсовое проектирование по теории механизмов и машин. / Корняко А. С. и др. – Киев: Высш. шк., 1970. – 332 с.

4. Попов С. А. Курсовое проектирование по теории механизмов и механике машин. – М.: Высш. шк., 1986.

5. Коровин Ю.В. Зубчатые механизмы: Учебное пособие. – М.: Изд-во “Машиностроение”, 2000. – 255 с.

Дополнительная

6. Кожевников С. Н. Теория механизмов и машин. – М.: Машиностроение, 1973. – 592 с.

7. Юдин В. А., Барсов Г. А., Чупин Ю. Н. Сборник задач по теории механизмов и машин. – М.: Высш. шк., 1982

8. Артоболевский И. И., Эдельштейн Б. В. Сборник задач по теории механизмов и машин. – М.: Наука, 1975.