Синтез кулачкового механизма

Кинематический анализ К.М.

Задача: определение закона движения выходного звена при заданном законе движения кулачка (например ω₁ = const)

Существует 3 способа решения:

1) Экспериментальный
2) Графический	обычно основываются на методе инверсии
3) Аналитический

Общая постановка задачи: Даны законы движения кулачка и ведомого механизма. Требуется построить кинематическую схему механизма включая профиль кулачка.

1. Выбор типа механизма

Определяется общей компоновкой машины в состав которой входит к.м.

Механизм с коромыслом надежнее, но он уступает своими габаритами

2. Выбор закона движения ведомого звена

Кулачковые механизмы:	А. Функциональные
	Б. Позиционные

Здесь необходимо учитывать два требования:

а) требования технологического процесса (φ_д φ φ_в φ_б φ_max) и т.д.

б) требования плавности и их безударной работы. Обычно задаются формой графика ускорения (или его аналога) ведомого звена:

из закона Ньютона: или

	F~a; M~b
← пример безударного движения

Необходимо помнить, что жесткие удары (скачки скорости) недопустимы, а мягкие удары (скачки ускорения) в тихоходном механизме допускаются.

3. Выбор основных размеров механизма

Основные размеры: для механизма с толкателем

ro, l Для механизма с коромыслом ro, l = O2C – расстояние между точками качения коромысла и участком ролика (обычно определяют исходя из компоновки); L=O1O2 – расстояние между центром вращения кулачка и коромысла Rролика ≤ 0,7 R (кривизны)

Указанные размеры должны определяться с учетом условия оптимального угла давления α

(1)	[α] = 30^о – с толкателем
[α] = 45^о – с коромыслом

Связь между основными размерами и α

(на примере механизма с толкателем)

N-N – нормаль к поверхности кулачка в точке касания

τ-τ – касательная к поверхности кулачка в точке касания

Из ∆ скоростей следует, что учитывая, что получим Из рисунка видно, что , А тогда (2)

Знак “-” соответствует положительному значению эксцентриситета

- является аналогом скорости толкателя и не зависит от ω₁, т.к.

Выбор значений r_o и e с учетом (1) и (2) можно произвести с помощью графических построений. На примере К.М. с толкателем при силовом замыкании (нас интересует только фаза удаления, т.к. на фазе возврата сила не приводит к заклиниванию, для К.М. с геометрическим замыканием указанное ниже построении надо проделать и для фазы возврата).

Подробно построение можно выполнить и для К.Н. с коромыслом, в этом случае α = [α] = 45^o

Дата добавления: 2014-12-16