Большинство кулачковых механизмов относится к цикловым механизмам с периодом цикла равным 2p. В цикле движения толкателя в общем случае можно выделить четыре фазы: удаления, дальнего стояния (или выстоя), сближения и ближнего стояния. В соответствии с этим, углы поворота кулачка или фазовые углы делятся на угол удаления jy, угол дальнего выстоя jдв, угол сближения jс и угол ближнего выстоя jбв. Сумма углов удаления, дальнего выстоя и сближения образует рабочий угол:
jраб = d раб = jу + jдв + jс.
На рис. 4.6 изображена схема плоского кулачкового механизма с двумя видами выходного звена: внеосным с поступательным движением и качающимся (с возвратно-вращательным движением). На этой схеме указаны основные параметры плоских кулачковых механизмов.
SAi и SВi - текущие значения перемещения центров роликов | |
y40 - начальная угловая координата коромысла | |
y 4 - текущее угловое перемещение коромысла | |
hAmax - максимальное перемещение центра ролика | |
r0 - радиус начальной шайбы центрового профиля кулачка | |
r - радиус начальной шайбы конструктивного профиля кулачка | |
rp - радиус ролика (скругления рабочего участка толкателя) | |
aw - межосевое (межцентровое) расстояние | |
e - внеосность (эксцентриситет) | |
Ji - текущее значение угла давления |
Рис. 4.6. Параметры кулачкового механизма
|
|
Кулачок механизма характеризуется двумя профилями: центровым (или теоретическим) и конструктивным. Под конструктивным понимается наружный рабочий профиль кулачка. Теоретическим или центровым называется профиль, который в системе координат кулачка описывает центр ролика (или скругления рабочего профиля толкателя) при движении ролика по конструктивному профилю кулачка. Фазовым называется угол поворота кулачка. Профильным углом d i называется угловая координата текущей рабочей точки теоретического профиля, соответствующая текущему фазовому углу j i. В общем случае фазовый угол не равен профильному j i ¹d i.
Теоретический профиль кулачка обычно представляется в полярных координатах зависимостью ri = f(ji), где ri - радиус-вектор текущей точки теоретического или центрового профиля кулачка.
Углом давления J называется угол между вектором силы , действующей на ведомое звено с ведущего, и вектором скорости точки приложения этой силы на ведомом звене (рис. 4.7).
Эта сила без учета трения направлена по общей нормали п-п к взаимодействующим поверхностям.
Ее можно разложить на две составляющие: и . Если, в силу каких-либо причин, угол давления будет увеличиваться, то будет уменьшаться, а – увеличиваться. Сила выполняет полезную работу по перемещению толкателя, сила вызывает трение в кинематических парах. С увеличением угла давления растет и сила . При достижении углов больше допустимого, возможен перекос оси толкателя в направляющей.
|
|
Угол давления в кулачковом механизме зависит от размеров кулачковой шайбы: чем она больше, тем угол давления меньше.
Для кулачкового механизма с поступательно движущимся толкателем допустимый угол давления равен: [ J ] = 25º÷35º.
Для кулачкового механизма с качающимся толкателем допустимый угол давления равен: [ J ] = 35º÷40º.