Определение радиуса базовой поверхности кулачка по условию выпуклости профиля

Если толкатель плоский, то угол давления является величиной постоянной (если поверхность толкателя перпендикулярна направлению движения, то угол давления равен нулю). В этом случае радиус основной окружности кулачка невозможно определить по углу давления. Он определяется по контактным напряжениям и проверяется по условию выпуклости профиля кулачка.

Кулачок будет иметь выпуклый профиль, если радиус кривизны его в каждом положении удовлетворяет условию:

r = r_0min + s + > 0, откуда r_0min > — (s + ),

т. е. минимально допустимый радиус базовой окружности должен быть больше наибольшей отрицательной ординаты суммарного графика (s + ) = f(j).

Суммарный график строится графическим сложением графиков (j) и s(j) в масштабе m_s. Тогда

r_0min > у_mах × m_s,

где у_mах — наибольшее абсолютное значение отрицательной ординаты. На практике принимается r₀ несколько большим (Рис. 4.12).

Рис. 4.12. Определение радиуса основной окружности кулачка с плоским толкателем

4.3. Выбор радиуса ролика.

При выборе радиуса ролика руководствуются следующими соображениями:

• Ролик является простой деталью, процесс обработки которой несложен (вытачивается, затем термообрабатывается и шлифуется). Поэтому на его поверхности можно обеспечить высокую контактную прочность. В кулачке, из-за сложной конфигурации рабочей поверхности, это обеспечить сложнее. Поэтому обычно радиус ролика r_р меньше радиуса начальной шайбы конструктивного профиля r₀ и удовлетворяет соотношению r_р < (0,4…0,5)r₀, где r₀ - радиус начальной шайбы теоретического профиля кулачка. Выполнение этого соотношения обеспечивает примерно равную контактную прочность как для кулачка, так и для ролика. Ролик обладает большей контактной прочностью, но так как его радиус меньше, то он вращается с большей скоростью и рабочие точки его поверхности участвуют в большем числе контактов.
• Конструктивный профиль кулачка не должен быть заостренным или срезанным. Поэтому на выбор радиуса ролика накладывается ограничение r_р < (0,7…0,8)ρ_min , где ρ_min - минимальный радиус кривизны теоретического профиля кулачка (см. рис. 4.13).

Рис.4.13

• Рекомендуется выбирать радиус ролика из стандартного ряда диаметров. При этом необходимо учитывать, что увеличение радиуса ролика увеличивает габариты и массу толкателя, ухудшает динамические характеристики механизма (уменьшает его собственную частоту). Уменьшение радиуса ролика увеличивает габариты кулачка и его массу; частота вращения ролика увеличивается, его долговечность снижается.