Элементы и параметры кулачковых механизмов. Основные обозначения.

Лекция № 13

Кулачковые механизмы

Кулачковые механизмы служат для сообщения рабочим органам машин возвратно-поступательного или качательного движения с выбранным или заданным законом движения толкателя.

Основное достоинство кулачковых механизмов заключается в том, что они позволяют сравнительно легко получить требуемый или наперед заданный закон движения толкателя путем придания соответствующего профиля кулачку. Этим объясняется весьма широкое распространение кулачковых механизмов в современном машиностроении и, в первую очередь, в различных типах автоматов и полуавтоматов. Простейший кулачковый механизм состоит из трех звеньев - кулачка, толкателя, стойки.

Для уменьшения трения между кулачком и толкателем иногда устанавливают ролик, свободно вращающийся на оси, закрепленный на толкателе.

Кулачковые механизмы бывают плоские (обычно) и пространственные (рис.13.1).

Рис.13.1

Основные типы плоских кулачковых механизмов показаны на рис.13.2.

Рис.13.2

При работе механизма возникает опасность отрыва толкателя от профиля кулачка силами инерции. Во избежание размыкания высшей пары на толкателе устанавливают пружину (рис.13.3) или выполняют конструктивно геометрическое замыкание (рис.13.1).

Элементы и параметры кулачковых механизмов. Основные обозначения.

Элементы и параметры кулачкового механизма приведены на рис. 13.3 для наиболее распространённого случая механизма с возвратно-поступательным перемещением роликового толкателя.

Теоретический профиль кулачка - это траектория, которую описывает центр ролика толкателя в своем относительном движении вокруг кулачка.

Рабочий профиль кулачка - это эквидистантная кривая по отношению к теоретическому профилю, т.е. кривая, отстоящая от последнего на расстоянии, равном радиусу ролика.

При решении различных задач анализа и синтеза кулачковых механизмов обычно рассматривают контакт теоретического профиля кулачка с центром ролика толкателя. Такая замена существенно упрощает решение задачи профилирования кулачка.

Элементы кулачкового механизма (рис. 13.3) и основные расчетные величины имеют следующие обозначения:

S и S _mac - текущее и наибольшее перемещение толкателя, мм;

S'S'_mac- аналоги текущей и наибольшей скорости толкателя, мм;

S" и S"_max- аналоги текущего и наибольшего ускорения толкателя, мм;

- угловая скорость кулачка, с " ;

- текущий угол поворота кулачка, град;

Рис.13.3

_уд ( _пр)- фазовый угол поворота кулачка, соответствующий переходу толкателя от начальной до конечной точек удаления (приближения), град;

_дс( _бс) - фазовый угол поворота кулачка, соответствующий неподвижному положению толкателя в дальнем (ближнем) положении, град;

е- эксцентриситет, мм;

г„ - радиус начальной шайбы-окружности, по которой очерчен участок ближнего стояния теоретического профиля, мм;

_уд ( _пр)- центральный профильный угол между наибольшим и наименьшим радиусами-векторами теоретического профиля, ограничивающими кривую удаления (приближения) кулачка, град;

_дс ( _бс)- профильный угол, ограничивающий профиль кулачка, очерченный дугой окружности из центра его вращения, град;

г_р - радиус ролика толкателя, мм;

а - текущий угол давления - угол между нормалью к профилю кулачка в точке контакта и направлением абсолютной скорости толкателя, град.