Изобразить и описать работу кинематических схем автоматов моделей ОЗК и ОМФ.

Практическое занятие № 8

Анализ плоского кулачкового механизма и построение профиля кулачка

Цель работы:

- практическое ознакомление с устройством, и принципом действия кулачковых механизмов;

- освоение методики построения профиля плоского кулачка.

Содержание работы

1.Изучить устройство, назначение и принцип работы кулачковых механизмов

2. Выполнить построение профиля плоского кулачка по заданным перемещениям толкателя или коромысла.

Общая часть

Плоские кулачковые механизмы позволяют получать движение ведомого звена по любому заданному закону. Ведущее звено – кулачок имеет вращательное движение, а ведомое звено выполняется в виде ползуна или качающегося рычага с роликом. Кулачок имеет участки рабочего и холостого хода. Профиль участка рабочего хода кулачка определяется рабочим процессом машины. Для получения плавного движения и небольших динамических нагрузок на участке холостого хода используют законы движения ведомого звена с косинусоидальным или синусоидальным изменением ускорения. Схема дискового кулачкового механизма приведена на рис. 1.

Рис. 1. Схема кулачкового механизма

1 – ведущее звено – кулачок, 2 – ролик, 3 – исполнительный орган, 4 - пружина

Расчетная часть

Анализ условий и требований при проектировании кулачковых механизмов

При проектировании кулачковых механизмов можно использовать аналитические зависимости для ускорения, скорости и перемещения ведомого звена.

Косинусоидальный закон дает скачкообразное изменение ускорения в начале и конце хода. Для него:

;

;

.

Синусоидальный закон дает плавное изменение ускорения, но приводит к увеличению . Для него

;

;

.

Рис.2. Схемы построения профилей кулачков

При построении профиля кулачка используется метод обращения движения: кулачок условно останавливается, а стойке сообщается вращение с угловой скоростью кулачка , но в противоположном направлении.

Последовательность построения профиля (рис.2):

- на прямолинейной или дуговой траектории движения характерной точки А ведомого звена наносят последовательные положения , которые эта точка займет при повороте кулачка на равные углы ;

- наносят последовательные положения траектории точки А в обращенном движении и засечками из центра вращения кулачка находят последовательные положения точки А в обращенном движении. При центральном механизме (рис.211 а) прямые проходят через центр О;

- соединив (рис.2 а, в) плавной кривой, получают теоретический профиль кулачка. Проведя из центров дуги радиусом ролика ведомого звена, получают действительный профиль кулачка. На рис.9.11б действительный профиль кулачка будет огибающей прямых, проведенных через точки перпендикулярно соответственно лучам

Во избежание заклинивания необходимо чтобы угол давления между направлением скорости ведомого звена и направлением действующей на него силы не оказался слишком большим. Для кулачково-рычажных механизмов этот принимают .

Определение основных размеров кулачкового механизма. Основными расчетными размерами кулачкового механизма с качающимся толкателем (рис. 3) являются: радиус основного диска центрового профиля кулачка , длина толкателя l и межцентровое расстояние a.

Рис. 3 Схема кулачкового механизма с качающимся толкателем.

Острый угол между направлениями абсолютной и относительной скоростей точки A толкателя называется углом передачи движения. Острый угол между нормалью к профилю кулачка и направлением абсолютной скорости точки A толкателя называется углом давления. Между углом передачи движения и углом давления, как видно из рисунка 11.14, существует определенная взаимосвязь .