Программные механизмы

Силы в кулачковых передачах

рис. 31.9

На рис. 31.9 показаны силы в дезаксиальной кулачковой пере­даче с поступательно перемещающимся толкателем. Угол b между осевой линией толкателя и радиус-вектором, проведенным через точку касания толкателя и кулачка, называют углом толкателя. В общем случае угол b — переменная величина. Угол между линией действия силы F, приложенной к толкателю, и нормалью пп к поверхности кулачка в точке касания с толкателем называют углом давления a. Угол q меж­ду направлением радиус-вектора и нормалью к поверхности кулач­ка или линией действия нормаль­ной силы F_n для той же точки на­зывается углом кулачковой пере­дачи или углом подъема кулачка.

Из треугольника ABE (рис. 31.10) получим формулу для опре­деления угла передачи:

tgq = dr / (rdg),

где g — Угол поворота радиус-вектора кулачка.

рис. 31.10 рис. 31.11

Треугольник ABE весьма бли­зок к прямоугольному, причем угол ВЕА равен 90°. В этом лег­ко убедиться, если учесть, что угол dg — бесконечно малая ве­личина. Угол передачи может быть образован также касатель­ной к поверхности кулачка и пер­пендикуляром к радиус-вектору, проведенному через точку каса­ния. Из рис. 31.9 следует

q = a ± b

Знак минус принимают, когда точка О находится правее линии действия силы F (рис. 31.11). Для центрального кулачкового механизма

b = 0 и q = a

угол передачи в этом случае равен углу давления. Если не учитывать трения, то сила F, действующая на толкатель, вызовет нормальное давление

F_n = F / cosa

Силатрения, действующая на толкатель, равна

F _тр = f F_n

Равнодействующей сил F_n и F _трявляется сила F _р. Угол между силами F _pи F_n равен углу трения j:

f = tgj,

где f — коэффициент трения между кулачком и толкателем. Увели­чение угла давления при заданной силе F вызывает увеличение нормального давления F_n,что способствует увеличению износа и потерь от трения. Сила F _р , действующая на толкатель, преодоле­вает силу пружины F и сопротивления от трения в направляющей. При значительных нагрузках реакции F₁ и F₂ возникают у краев направляющей. Они вызывают появление сил трения

F _трl = f ₁ F ₁ ;

F _тр2 = f ₁ F ₂,

где f₁ — коэффициент трения между толкателем и направляющей.

Кулачковые механизмы часто используют для смыкания и размыкания контактов. Программные механизмы обеспечивают размыкание групп контактов по определённой, заранее установленной, программе по времени. Кулачок из текстолита вращается с постоянной угловой скоростью w.

Если кулачковый программный механизм совершает насколько оборотов, то программы повторяются, тогда её указывают только для одного оборота и называют циклограммой. Заштрихованные участки соответствуют периодам замыкания, по горизонтали откладывается время (t), по вертикали количество кулачков (n).