Исходные данные для проектирования кулачковых механизмов

Законы движения.

Чтобы спроектировать профиль кулачка кулачкового механизма, необходимо выбрать:

а) кинематическую схему механизма;

б) закон движения ведомого звена в функции обобщенной координаты;

в) некоторые основные размеры звеньев.

Рис. 6.3. Закон движения ведомого звена кулачкового механизма: а) диаграмма пути; б) диаграмма аналога скорости; в) диаграмма аналога ускорения.

Законы движения ведомых звеньев кулачковых механизмов будем рассматривать для четырёх характерных фаз движения ведомого звена:

1. Фазы подъёма -

2. Фазы верхнего выстоя -

3. Фазы опускания -

4. Фазы нижнего выстоя -

5. Наиболее простым законом является линейный закон движения на фазах подъёма и опускания (рис. 10.3) Сумма углов:

Полный объём ведомого звена обозначим . Закон движения ведомого звена на фазе подъёма представляет собой зависимость

(6.1)

А на фазе опускания

(6.1)

Аналог скорости ведомого звена соответственно равен для фазы подъёма

(6.3)

А для фазы опуская

(6.4)

Скорость движения толкателя на обеих фазах постоянна. Аналоги ускорений на обеих фазах равны нулю, кроме положений a,b,c и d, где функция ( ) имеет разрывы. В этих положениях теоретически ускорения ведомого звена равны бесконечности. Это вызывает появления в механизмах “жёстких ударов”, при которых силы, действующие на звенья механизма, теоретически достигают бесконечности. Практически ролики на толкателях сглаживают в местах перехода скорости, но всё же в указанных положениях происходит размыкание элементов высшей пары и соударение ведомого звена с ведущим. Поэтому линейным законом пользуются только на части фаз подъёма или опускания и в закон движения вводятся переходные кривые, позволяющие осуществлять плавный переход на участках сопряжения двух линейных законов движения. Такими переходными кривыми могут быть дуги окружностей, участки парабол и т.д.

При проектировании кулачковых механизмов обычно задаются аналоги ускорений ведомого звена. По заданным аналогам ускорений и начальным условиям определяют аналоги скоростей и закон движения ведомого звена. На фазе подъёма используют следующие аналоги ускорений:

а) равноускоренный; б) синусоидальный; в) косинусоидальный; г) трапецеидальный.