Лекція 22 кінематичний синтез кулачкових механізмів

Синтез кулачкових механізмів можна розділити на два етапи. На першому етапі, який називають динамічним синтезом, необхідно визначити основні розміри механізму, зокрема мінімальний радіус кулачка, міжосьову відстань (для коромислових кулачко­вих механізмів). На другому етапі, який називають кінематич­ним синтезом, необхідно за заданими законами руху вхідної (ку­лачка) і вихідної (штовхача або коромисла) ланок побудувати профіль кулачка.

При кінематичному синтезі кулачкових механізмів мають бути задані або вибрані з технологічних і конструктивних міркувань такі вихідні дані:

1) закон руху кулачка (як правило, вважають, що кулачок обертається рівномірно, тобто );

2) закон руху вихідної ланки;

3) максимальний хід штовхача або максимальний кут розмаху коромисла ;

4) фазові кути ;

5) мінімальний радіус кулачка ;

6) радіус ролика ;

7) інші розміри (ексцентриситет е, довжина коромисла тощо).

Задачу можна розв'язувати графічним або аналітичним спо­собом.

ЦЕНТРАЛЬНИЙ КУЛАЧКОВИЙ МЕХАНІЗМ З РОЛИКОВИМ ШТОВХАЧЕМ

Графічний спосіб

Побудова профілю кулачка здійснюється в такій послідовності (рис. 22.1).

1. З центра обертання кулачка А проводимо основне коло радіусом

2. З точки 0 перетину основного кола з лінією руху штовха­ча відкладаємо вгору максимальний хід штовхача . У даному випадку визначається в масштабі побудови відрізком .

3. Радіусом проводимо коло максимального радіу­са теоретичного профілю.

4. Від лінії відкладаємо проти руху кулачка фазові кути:

5. Згідно із заданим законом руху штовхача будуємо в мас­штабі діаграму переміщень штовхача . Для зруч­ності побудови профілю кулачка бажано, щоб вісь абсцис (р прохо­дила через точку 0, яка визначає положення вістря штовхача на початку періоду віддалення. Тоді ординати і т. д. безпо­середньо визначають положення вістря штовхача у відповідних по­ложеннях кулачкового механізму ( і т. д.). Залежно від необхідної точності побудови кулачка періоди віддалення і наближення на діаграмі ділять на відповідну кількість проміжків часу (на рис. 22.1 ці періоди розділено на шість одна­кових частин).

6. Ділимо кути віддалення і наближення на таку кількість однакових частин, як і на діаграмі . Через одержані точки 1, 2, 3 і т. д. проводимо промені, які в оберне­ному русі визначатимуть положення осі штовхача.

7. Знаючи дійсні положення вістря штовхача (точки і т. д.), дуговими засічками з центра А обертання кулачка знахо­димо відповідні положення вістря штовхача в оберненому русі (точки і т. д.). З'єднавши ці точки плавною кривою, одержимо теоретичний (центровий) профіль кулачка для періодів віддалення і наближення. Профілі кулачка для періодів дальнього і ближнього стояння будуються дугами кола відповідно радіусами і .

Рис. 22.1

8. Для побудови практичного (дійсного) профілю кулачка з різних точок теоретичного профілю кулачка (чим більше точок, тим точніше побудуємо профіль) проводимо дуги кола радіусом ролика . Ці дуги показують положення ролика в оберненому русі. Тоді, провівши огинаючу дотичну криву до цих положень ролика, дістанемо практичний профіль кулачка. Для періодів вистою практичний профіль кулачка описується дугами кола, радіуси яких: ( ) — для періоду дальнього стояння і ( ) — для періоду ближнього стояння.

Рис. 22.2