Кинематический анализ кулачковых механизмов

Классификация кулачковых механизмов

Кулачковые механизмы

Кулачковые механизмы содержат хотя бы одну высшую кинематическую пару и состоят из кулачка, толкателя и стойки (рис. 5.32).

Степень подвижности такого механизма равна:

.

Основным достоинством кулачковых механизмов является возможность получения заранее заданного закона движения толкателя с помощью кулачка. К недостаткам следует отнести большое удельное давление в точке контакта кулачка с толкателем, а также сложность изготовления профиля кулачка.

Постоянный контакт толкателя с кулачком обеспечивается с помощью кинематического (рис.5.33,а) или силового замыкания (рис.5.33,б).

В зависимости от характера движения кулачка и толкателя возможно преобразование вращательного или поступательного движения кулачка во вращательное или поступательное движение толкателя (рис. 5.32, 5.33, 5.34)

Кулачковые механизмы могут быть плоскими (рис.5.34,а,б) и пространственными (рис.5.34,в), осевыми (ε=0) и внеосными (ε≠0) с плоским, тарельчатым или роликовым толкателем, где ролик устанавливается для уменьшения трения и износа.

Кулачковые механизмы, как правило, используются в машинах автоматического или полуавтоматического действия и обеспечивают функции “жёсткого” управления выполняемого процесса.

Основной задачей кинематического анализа кулачковых механизмов является определение перемещений, скоростей и ускорений толкателя при заданной схеме механизма и профиле кулачка. Решение этой задачи может быть осуществлено аналитическими или графическими методами, первый из которых более точен, но сложен, а второй – менее точен, но прост.

Рассмотрим графический метод на примере осевого механизма с роликовым толкателем. Анализ начинается с построения планов механизма.

При этом используется ме­тод обращения движения, ко­гда всему механизму условно задают вращение с угловой ско­ростью , обратной ско­рости кулачка (рис.35). Тогда толкатель в обращённом дви­жении будет двигаться вокруг неподвижного кулачка, а центр ролика опишет кривую, отстоящую от профиля кулачка на расстояние радиуса r ролика и называемую эквидистантой.

Путь S любой точки толкателя при повороте кулачка на угол φ будет равен разности радиусов-векторов, соединяющих центр кулачка и соответствующие положения центра ролика.

На основе планов механизма можно построить диаграмму перемещений толкателя в координатах S – φ или S – t, после чего определяются скорости V (рис.5.36) (аналоги скорости ) и ускорения (аналоги ускорения ) путём графического дифференцирования графиков .

Дата добавления: 2014-01-04