Как начертит кулачок

Графическая интерпретация вышесказанного для толкателя и коромысла дана на рис. Так как при коромысле точка В движется по дуге окружности радиуса l BC , то для механизма с коромыслом диаграмма строится в криволинейных координатах. Выбор центра возможен в заштрихованных областях. Причем выбирать нужно так, чтобы обеспечить минимальные размеры механизма. При таком выборе радиуса в любой точке профиля на фазе удаления угол давления будет меньше или равен допустимому.

Определяющими условиями при выборе структурной схемы являются: Входное движение в механизме преобразуется в выходное, например, вращательное во вращательное, вращательное в поступательное и т. Если оси параллельны, то выбирается плоская схема механизма. При пересекающихся или перекрещивающихся осях необходимо использовать пространственную схему. В кинематических механизмах нагрузки малы, поэтому можно использовать толкатели с заостренным наконечником. В силовых механизмах для повышения долговечности и уменьшения износа в схему механизма вводят ролик или увеличивают приведенный радиус кривизны контактирующих поверхностей высшей пары.

При метрическом синтезе кулачка решается чисто геометрическая задача параметры в которой не зависят от времени.

При исследовании кулачковых механизмов с типовым законом движения выходного звена наиболее часто применяется метод кинематических диаграмм.

Для применения этого метода необходимо определить одну из кинематических диаграмм. Так как при кинематическом анализе кулачковый механизм задан, то известна его кинематическая схема и форма конструктивного профиля кулачка. Построение диаграммы перемещений проводится в следующей последовательности для механизма с внеосным поступательно движущимся толкателем:.

Движение толкателя при сближении осуществляется за счет силы упругости пружины или силы веса толкателя, при этом кулачок не является ведущим звеном. При геометрическом замыкании движение толкателя при удалении осуществляется воздействием наружной рабочей поверхности кулачка на толкатель, при сближении - воздействием внутренней рабочей поверхности кулачка на толкатель. На обеих фазах движения кулачок ведущее звено, толкатель - ведомое. Кулачковый механизм с силовым замыканием высшей пары.

После выбора вида закона движения, обычно методом кинематических диаграмм, проводят геометро-кинематическое исследование механизма и определяют закон перемещения толкателя и закон изменения за цикл первой передаточной функции см.

На фазе сближения толкатель двигается под действием силы упругости пружины или сил веса. Поэтому для механизмов с силовым замыканием диаграмма строится только на фазе удаления.

Поэтому диаграммы угла давления строятся для фазы удаления при каждом направлении движения. Профиль кулачка будет удовлетворять заданным условиям, если значения угла давления на фазах удаления по модулю будут меньше или равны допустимой величине угла давления.

Основные критерии, которыми руководствуется проектировщик, при решении задач метрического синтеза: Если в задании на проектирование не дан закон движения , то конструктор должен выбрать его и набора типовых. Типовые законы движения делятся на законы с жесткими и мягкими ударами и законы безударные.

Второй этап синтеза - метрический. На этом этапе определяются основные размеры звеньев механизма, которые обеспечивают заданный закон преобразования движения в механизме или заданную передаточную функцию. Как отмечалось выше, передаточная функция является чисто геометрической характеристикой механизма, а, следовательно, задача метрического синтеза чисто геометрическая задача, независящая от времени или скоростей.

При синтезе эта диаграмма позволяет проверить какие углы давления обеспечивают выбранные размеры механизма и полученный профиль кулачка. Угол давления определяем как острый угол между нормалью к профилю прямая соединяющая точку контакта с центром ролика и направлением перемещения точки В толкателя. При построении диаграммы угла давления для механизма с силовым замыканием необходимо учитывать, что рассматриваемый при проектировании угол давления в высшей паре имеет смысл только на фазе удаления.

При этом в механизме с двумя подвижными звеньями можно реализовать преобразование движения по сложному закону. Важным преимуществом кулачковых механизмов является возможность обеспечения точных выстоев выходного звена. Это преимущество определило их широкое применение в простейших устройствах цикловой автоматики и в механических счетно-решающих устройствах арифмометры, календарные механизмы. Кулачковые механизмы можно разделить на две группы. Механизмы первой обеспечивают перемещение толкателя по заданному закону движения.

Уменьшая — возрастают углы давления и уменьшается коэффициент полезного действия. При динамическом синтезе радиус шайбы выбирают из условия обеспечения угла давления меньше допустимого. Уфа, почтовый ящик Анализ и проектирование кулачковых механизмов. Назначение и область применения. Кулачковый механизм с силовым замыканием высшей пары Кулачковый механизм с геометрическим замыканием высшей пары.

Механизм с толкателем Механизм с коромыслом. Механизм с коромыслом Рис.

При синтезе кулачкового механизма, как и при синтезе любого механизма, решается ряд задач из которых в курсе ТММ рассматриваются две: Первый этап синтеза - структурный. Структурная схема определяет число звеньев механизма; число, вид и подвижность кинематических пар; число избыточных связей и местных подвижностей. При структурном синтезе необходимо обосновать введение в схему механизма каждой избыточной связи и местной подвижности.

При нулевом эксцентриситете радиус начальной шайбы определится точкой О е 0. Величина радиуса при этом равна r e 0 , то есть значительно больше минимального. Радиус начальной шайбы кулачка r 1aw при заданном межосевом расстоянии aw , определяется точкой О 1aw , пересечения дуги радиуса aw с соответствующей границей области. Обычно кулачок вращается только в одном направлении, но при проведении ремонтных работ желательно иметь возможность вращения кулачка в противо-положном направлении, то есть обеспечить возможность реверсивного движения кулачкового вала.

Часто для замены в высшей паре трения скольжения трением качения и уменьшения износа, как кулачка, так и толкателя, в схему механизма включают дополнительное звено - ролик и вращательную кинематическую пару.

Кулачковым называется трехзвенный механизм с высшей кинематической парой входное звено которого называется кулачком, а выходное - толкателем или коромыслом.

Кулачковый механизм с геометрическим замыканием высшей пары. В цикле движения толкателя в общем случае можно выделить четыре фазы: В соответствии с этим, углы поворота кулачка или фазовые углы делятся на:. Кулачок механизма характеризуется двумя профилями: Под конструктивным понимается наружный рабочий профиль кулачка.

Теоретическим или центровым называется профиль, который в системе координат кулачка описывает центр ролика или скругления рабочего профиля толкателя при движении ролика по конструктивному профилю кулачка. Фазовым называется угол поворота кулачка. На этой схеме указаны основные параметры плоских кулачковых механизмов. В кулачковом механизме с роликом имеется две подвижности разного функционального назначения: Кинематический анализ кулачкового механизма может быть проведен любым из описанных выше методов.

Кулачки с безударными законами целесообразно применять в механизмах высокими скоростями движения при жестких требованиях к точности и долговечности. Наибольшее распространение получили законы движения с мягкими ударами, с помощью которых можно обеспечить рациональное сочетание стоимости изготовления и эксплуатационных характеристик механизма.

Подвижность в этой кинематической паре не изменяет передаточных функций механизма и является местной подвижностью. Назначение и область применения: Кулачковые механизмы предназначены для преобразования вращательного или поступательного движения кулачка в возвратно-вращательное или возвратно-поступательное движение толкателя.

Механизмы второй группы обеспечивают только заданное максимальное перемещение выходного звена - ход толкателя. При этом закон, по которому осуществляется это перемещение, выбирается из набора типовых законов движения в зависимости от условий эксплуатации и технологии изготовления. Кулачковые механизмы классифицируются по следующим признакам: При силовом замыкании удаление толкателя осуществляется воздействием контактной поверхности кулачка на толкатель ведущее звено - кулачок, ведомое - толкатель.

При изменении направления движения, фазы удаления и сближения, меняются местами. Выбор радиуса и связанных с ним размеров реверсивного кулачкового механизма проиллюстрирован схемами на рис. Правомерность применения этих терминов в данном случае сомнительна. Фазовая плоскость и фазовый портрет используются в теории колебаний для изучения процессов зависящих от времени то есть динамических процессов.

Определение основных размеров кулачкового механизма. Размеры кулачкового механизма определяются с учетом допустимого угла давления в высшей паре. При этом используется условие, доказанное выше, и названное нами вторым следствием основной теоремы зацепления. Условие, которому должно удовлетворять положение центра вращения кулачка О 1 , согласно этой теореме: Поэтому графически область расположения точки О 1 может быть определена семейством прямых проведенных под допустимым углом давления к вектору возможной скорости точки центрового профиля, принадлежащей толкателю.

Как отмечено выше, ведущим звено в течение всего цикла кулачок является только в механизме с геометрическим замыканием. Причем на фазе удаления рабочим является либо второй профиль кулачка рис. Поэтому на диаграмме угла давления необходимо четко различать фазы удаления и сближения.

С точки зрения динамических нагрузок, желательны безударные законы. Однако кулачки с такими законами движения технологически более сложны, так как требуют более точного и сложного оборудования, поэтому их изготовление существенно дороже. Законы с жесткими ударами имеют весьма ограниченное применение и используются в неответственных механизмах при низких скоростях движения и невысокой долговечности.

Поэтому рекомендуется воздерживаться от применения вышеуказанных терминов. Выбор радиуса ролика скругления рабочего участка толкателя. При выборе радиуса ролика руководствуются следующими соображениями: Для кулачкового механизма с внеосным толкателем.: Построение профилей кулачка проводится в следующей последовательности: Построение диаграммы углов давления для механизма с геометрическим замыканием высшей пары.

Для механизма с реверсивным вращением кулачка необходимо построить две диаграммы угла давления. При изменении направления движения фазы удаления и сближения меняются местами.