Расчет контактных напряжения в паре пазовый кулак - ролик

Расчетные усилия для нахождения контактных напряжений в паре пазовый кулак - ролик вычислялись на основе нагрузок в рычаге и шпинделе, измеренных во время эксперимента. Для чего рычаг был представлен в виде балки, лежащей на двух опорах. Расчетная схема приведена ниже на рис. 22.

Контактные рабочие напряжения s_кр в паре пазовый кулак-ролик для пространственного механизма находятся:

 

где: N - нормальное усилие, действующее на паз кулачка, кг

Е - модуль упругости, (2,05 х 10 кг/см)

r_пр - приведенный радиус кривизны, см

n_r- табличный коэффициент, зависящий от r,R и являющийся функцией W.

 

 

Зависимость между n_r и W в табличной форме приведена в (6).

Приведенный радиус кривизны r_пр находится:

 

 

где:r - радиус ролика (r = 1,25 см),

R - радиус кривизны ролика в осевом сечении, см (при изготовлении ролика с цилиндрическим пояском),

r - радиус кривизны центрового профиля паза, определяемый по формуле:

 

 

где: R₁ - расчетный радиус паза цилиндрического кулачка (R₁ = 5,15см). y - угол поворота водилки, соответствующий максимальной нагрузке, устанавливается по осциллограмме нагрузок в рычаге,

l₁ - расстояние от оси шпинделя до оси ролика.

 

где: С - расстояние от левой плоскости пазового кулака до оси шпинделя (С = 3,6см),

r₁ - минимальный радиус-вектор кулака (r₁ = 2,317 см),

r_i - радиус-вектор пазового кулака, соответствующий углу поворота главного вала, при котором в рычаге возникают наибольшие нагрузки, берется из расчетных таблиц на пазовый кулак,

 - аналоги угловых скорости и ускорения рычага для максимальных значений нагрузки в нем, берутся из расчетных таблиц на пазовый кулак.

Исходная расчетная схема механизма возвратчика представлена на рис. 21

Величина силы N нормального давления найдется из эксперимента. Расчетная схема для ее определения представлена на рисунке

 

рис. 22

 

где: Р - максимальная нагрузка, действующая на конце рычага, принимается из осциллограммы нагрузок на рычаге.

R - сила реакции в паре ролик-кулак,

N - расчетная сила нормального давления в паре кулак-ролик,

d - угол давления.

Используя известные формулы моментов сил получим:

 

N = Р * l / (l₁ * cos d)

 

Угол давления d для пространственного кулачкового механизма находится

 

 

Подставляя найденные исходные данные: N, n_r, r_пр в формулу для s_кр получим расчетное значение рабочего контактного напряжения.

Допускаемое контактное напряжение [s]_к для термообработанных сталей находится:

 

[s]_к = (230.... 300) HRC_э

 

Сравнивая s_кр и [s]_к можно оценить долговечность рабочей пары пазовый кулачок-ролик.