2020-04-12
1191
Угол давления - угол между вектором линейной скорости выходного звена (толкателя) и реакцией, действующей с ведущего звена (кулачка) на выходное звено. Эта реакция без учета сил трения направлена по общей нормали к взаимодействующим поверхностям. Угол давления определяется экспериментально. Для кулачкового механизма с поступательно движущимся толкателем допустимый угол давления равен: [ 
] = 25°+35°. Для кулачкового механизма с качающимся толкателем допустимый угол давления равен: [ ] = 35° 
40°.
Реакцию можно разложить на две составляющие:
Если, в силу каких-либо причин, угол давления будет увеличиваться, то 
будет уменьшаться, а
-увеличиваться. При достижении углов больше допустимого, возможен перекос оси толкателя в направляющей.
Угол давления кулачковых механизмов.
В кулачковом механизме действуют следующие силы: Q - внешняя нагрузка, в которую включены сила сопротивления, сила пружины, веса и инерции; D - сила давления кулачка на толкатель наклонна под 
(угол давления) к направлению движения толкателя (силами трения в высшей паре пренебрегаем). Тогда сила D направлена по нормали к поверхности. Горизонтальная составляющая 
перекатывает штангу в направляющих и вызывает нормальные реакции 
и 
.
Вертикальная составляющая 
вызывает движение толкателя.
и - силы трения толкателя о направляющие.
Самостоятельное изучение
Если предположить, что штанга находится в равновесии, то можно составить 3 уравнения:. 
Силы трения: 
-
Решая совместно эти 3 уравнения найдем, что:. 
-
Чем меньше знаменатель, тем больше сила потребуется для подъема толкателя. В некоторых случаях знаменатель этого выражения обращается в ноль, тогда сила станет 
и движение толкателя невозможно, механизм заклинивается.
Определим значение при котором происходит замыкание механизма, это значение называется критическим
. 
Из этого уравнения, приняв у, можно найти 
.
При проектировании кулачкового механизма надо обеспечить, чтобы угол давления был удален от его критического значения. При проектировании заранее ограничивают , принимая его на основе данных эксплуатации
кулачковых механизмов 
Обычно для кулачковых механизмов с поступательным движением толкателя принимают 
, в редких случаях увеличивают до 
. Для кулачковых механизмов с качающимися толкателями допустимые углы давления 
.
Пример:
Пусть
- внешняя нагрузка, 
-момент трения в шарнире 
.
Составим сумму моментов всех сил относительно точки :
d - диаметр цапфы.
3.1.Вывод формулы для определения угла давления кулачковом механизме.
Из треугольника 
Треугольник 
подобен треугольнику
Тогда:
Подставим это выражение в (2)
Знак “-“ –для правой внеосности;
Знак “+” –для левой внеосности.
Угол давления в кулачковом механизме зависит от размеров кулачковой шайбы: чем она больше, тем угол давления меньше.
