Размещено на http://www.allbest.ru/

Кулачковые механизмы



1. Классификация кулачковых механизмов

В кулачковых механизмах движение звеньев определяется формой входного звена, называемого кулачком; звено, контактирующее с кулачком, называется толкателем. На рис. 5.1а дана схема одного из простейших кулачковых механизмов. Кулачок 1, имеющий определенную форму - профиль, вращается вокруг неподвижной точки; с кулачком контактирует толкатель 2, имеющий возможность совершать возвратно-поступательное движение по неподвижным направляющим. Характер движения толкателя определяется профилем кулачка. Во всех последующих примерах кулачок будем обозначать цифрой 1, а толкатель - цифрой 2.

Чтобы разобраться во всем многообразии схем кулачковых механизмов, удобно воспользоваться их классификацией по конструктивным признакам. При этом следует помнить, что любая классификация относительна, то есть, не может быть совершенно полной, а может быть видоизменена или дополнена при выявлении новых признаков классифицируемых процессов, явлений или механизмов. Здесь будем различать кулачковые механизмы по шести признакам.

1. По объемному признаку:

а) плоские;

б) пространственные.

В плоском кулачковом механизме звенья движутся в одной или параллельных плоскостях (рис. 4.1а), а если это условие не соблюдается, то механизм является пространственным. Один из таких механизмов показан на рис. 4.1б: кулачок 1 представляет собой стакан, край которого срезан определенным образом и образует профиль кулачка. Кулачок вращается в плоскости, перпендикулярной изображению, а толкатель 2 движется в плоскости изображения.

2. По характеру движения кулачка:

а) с вращающимся кулачком;

б) с качающимся кулачком;

в) с поступательно движущимся кулачком.

Кулачковые механизмы на рис. 4.1а и 4.1б имеют вращающийся кулачок. На рис. 4.1в показана схема кулачкового механизма с качающимся кулачком: кулачок представляет собой сектор, имеющий возможность качаться относительно неподвижной точки. На рис. 4.1г приведена схема кулачкового механизма с поступательно движущимся кулачком, этот кулачок совершает возвратно-поступательное движение по неподвижным направляющим.

Рис. 4.1

3. По характеру движения толкателя:

а) с поступательно движущимся толкателем;

б) с качающимся толкателем;

в) с толкателем, совершающим сложное движение.

Все кулачковые механизмы, схемы которых показаны на рис. 4.1 имеют поступательно движущиеся толкатели. На рис. 4.2а приведена схема кулачкового механизма с качающимся толкателем: толкатель 2 имеет возможность качаться относительно неподвижной точки, а характер его движения зависит от профиля кулачка 1. Схема кулачкового механизма, толкатель которого совершает сложное движение, показана на рис. 4.2б. Толкатель 2 является шатуном стержневого шарнирного механизма, и траектории движения его точек зависят от размеров звеньев этого механизма, а характер его движения, то есть, его скорость и ускорение определяются профилем кулачка 1.

4. По конструкции толкателя (имеется в виду часть толкателя, контактирующая с кулачком):

а) с остроконечным толкателем;

б) с закругленным толкателем;

в) с плоским толкателем;

г) с роликовым толкателем.

Схема кулачкового механизма с остроконечным толкателем дана на рис. 5.1а, с закругленным - на рис. 5.1б. В обоих этих случаях в контакте толкателя с кулачком имеет место высшая кинематическая пара, и теоретически контакт происходит в точке.

Рис. 4.2

Однако, в действительности, в результате упругого сжатия элементов кинематической пары при передаче усилия от кулачка к толкателю, на контактирующих поверхностях образуются площадки контакта, и чем больше эта площадка, тем лучше условия передачи усилий, то есть, условия работы кулачкового механизма. У кулачкового механизма на рис. 4.1а эти условия наихудшие, так как конец толкателя выполнен острым. Такой кулачковый механизм не может применяться для передачи больших усилий, он используется только в измерительных системах, так как обладает свойством наиболее точно отслеживать профиль кулачка.

Кулачковые механизмы, имеющие закругленный толкатель (рис. 4.1б), используются в качестве силовых, причем, чем больший радиус кривизны закругленной части толкателя, тем большая площадка образуется в контактной зоне и тем лучше условия передачи усилий. На рис. 4.2в показаны два закругленных толкателя, контактирующие с кулачком 1. У толкателя 2а радиус кривизны с закругленной части больше, чем у толкателя 2; можно сказать, что у толкателя 2а кривизна закругленной части меньше, чем у толкателя 2, то есть, чем больше радиус кривизны, тем меньше кривизна. Условия работы у толкателя 2а лучше, так как площадка контакта больше. Кулачковые механизмы с закругленными толкателями с успехом применяются в системах газораспределения поршневых двигателей, для открывания и закрывания клапанов компрессоров и т.д.

При увеличении радиуса кривизны толкателя до бесконечности кривизна уменьшается до нуля и получается плоский толкатель с наибольшей контактной площадкой между толкателем и кулачком и, соответственно, наилучшими условиями передачи сил. Схема кулачкового механизма с плоским толкателем показана на рис. 4.2г. Конструкция толкателя такова, что включает стержень и плоскую тарелку, названную так из-за круглой формы в плане. Подобные механизмы находят широкое использование в технике.

Общим недостатком кулачковых механизмов с остроконечным, закругленным и плоским толкателем является наличие трения скольжения между кулачком и толкателем при их работе. Кулачковые механизмы с роликовым толкателем лишены этого недостатка (рис. 4.1в, 4.1г, 4.2а, 4.2б). Однако, наличие дополнительного звена (ролик) и зазора во вращательной кинематической паре "ролик-толкатель" ограничивает использование таких механизмов при больших частотах вращения кулачка из-за возможных вибраций.

5. По способу обеспечения постоянства контакта между толкателем и кулачком (по способу замыкания):

а) с силовым замыканием;

б) с кинематическим (геометрическим) замыканием.

Силовое замыкание предусматривает прижим толкателя к кулачку при помощи силы тяжести, силы пружины или силы специальных прижимных устройств (пневмо- или гидроцилиндры). Наиболее распространен прижим пружиной (рис. 4.2а), параметры которой рассчитываются таким образом, чтобы не допустить отрыва толкателя от кулачка при больших частотах вращения.

Смысл кинематического (геометрического) замыкания заключается в том, что толкатель не может отойти от профиля кулачка, благодаря конструктивным особенностям механизма. Одна из возможных конструкций показана на рис. 4.3. Здесь ролик 3 толкателя 2 входит в паз, выполненный по профилю кулачка в диске 1.

Для возможности перекатывания ролика внутри паза, диаметр ролика должен быть меньше ширины паза, что достаточно ясно видно на разрезе в виде слева. Это приводит к тому, что при каждом обороте кулачка происходит перекладка зазора между кулачком и роликом, то есть, ролик оказывается прижатым то к одной стороне паза, то к другой. При больших скоростях это явление сопровождается ударами, поэтому область использования подобных механизмов ограничена относительно низкими скоростями.

6. По возможности регулирования:

а) нерегулируемые;

б) регулируемые.

Все механизмы, рассмотренные до сих пор, являются нерегулируемыми. Но есть достаточное количество регулируемых кулачковых механизмов, то есть механизмов, параметры которых могут быть изменены. Регулироваться может расположение толкателя, ход толкателя и профиль кулачка.

Рис. 4.3

На рис. 4.3б показана возможная конструкция кулачка с регулируемым профилем. Сектор определенного профиля шарнирно установлен на диске и может быть закреплен в различных позициях при помощи винта, чем и достигается изменение профиля.

Все указанные шесть конструктивных признаков могут характеризовать отдельный кулачковый механизм. Например, механизм, показанный на рис. 4.2а в достаточно полной мере определяется так: плоский нерегулируемый кулачковый механизм с вращающимся кулачком, роликовым качающимся толкателем и силовым замыканием.

2. Геометрия и кинематика простейшего кулачкового механизма

Геометрия и кинематика кулачковых механизмов неотделимы друг от друга, так как форма кулачка непосредственно влияет на характер движения толкателя. Рассмотрим это на примере кулачкового механизма с вращающимся кулачком и поступательно движущимся остроконечным толкателем (рис. 4.1а).

Начнем с кулачка. В большинстве случаев, профиль кулачка состоит из двух дуг концентрических окружностей, сопряженных кривыми линиями (рис. 4.4); форма этих линий может быть различна и задается при проектировании.

Меньшая окружность называется окружностью минимального радиуса r_min и находится в основе конструкции любого кулачка. Точки сопряжения дуг окружностей с кривыми (точки I, II, III, IV на рис. 4.4) являются характерными точками профиля, ограничивающими его участки.

На схеме кулачок показан в положении, когда толкатель контактирует с ним в точке I.

Рис. 4.4

Теперь рассмотрим движение толкателя при вращении кулачка. При повороте кулачка в направлении вращения (против хода часовой стрелки) на угол ц_у толкатель будет удаляться в направлении от центра кулачка, поэтому участок профиля I-II называется участком удаления, а соответствующий этому участку центральный угол ц_у - углом удаления. При дальнейшем повороте кулачка до тех пор, пока толкатель будет контактировать с профилем на участке II-III, выполненном по дуге окружности, толкатель будет оставаться неподвижным в позиции, наиболее удаленной от центра кулачка. Поэтому, этот участок профиля называется участком дальнего стояния, а соответствующий ему центральный угол кулачка ц_д называется углом дальнего стояния. Во время контакта толкателя с участком III-IV профиля, толкатель, двигаясь по направляющим, возвращается по направлению к центру кулачка. Поэтому, этот участок профиля называется участком возвращения, а соответствующий ему центральный угол кулачка ц_в - углом возвращения. При контакте с участком IV-I, толкатель остается неподвижным в позиции наиболее близкой к центру кулачка, соответственно это участок называется участком ближнего стояния, а угол кулачка ц_б - углом ближнего стояния.

Указанные углы соответствуют фазам работы кулачкового механизма. В общем случае их четыре: фаза удаления, фаза дальнего стояния, фаза возвращения и фаза ближнего стояния. Поэтому, при анализе работы кулачкового механизма эти углы называются фазовыми.

Чтобы определить характер движения толкателя на фазах удаления и возвращения, нужны кинематические диаграммы, то есть, графики, дающие представление об изменении перемещения, скорости и ускорения толкателя при повороте кулачка.

Для построения диаграммы перемещения толкателя исходной служит схема кулачкового механизма, выполненная в определенном масштабе длин (рис. 4.5). При анализе кинематики кулачковых механизмов используется метод обращенного движения, при котором кулачок останавливается, а толкателю вместе с направляющими сообщается вращение вокруг центра кулачка с угловой скоростью - щ₁, то есть, в направлении обратном направлению вращения кулачка. При повороте этой системы толкатель, перемещаясь вдоль направляющих, будет следить за профилем кулачка. На схеме механизма показывается несколько позиций толкателя в пределах углов удаления и возвращения, причем количество позиций определяется размерами чертежа и требуемой точностью построений. На рис. 4.5 даны десять позиций толкателя: пять в пределах угла удаления (с первой по пятую) и пять других в пределах угла возвращения (с шестой по десятую).

Рис. 4.5

Чтобы увидеть на чертеже перемещения толкателя, продлим линию его движения в каждой позиции до центра кулачка. Обозначим точки контакта толкателя с кулачком буквой К с соответствующим индексом, а точки пересечения линий движения толкателя с окружностью минимального радиуса - буквой D. Из чертежа понятно, что перемещения толкателя из своей исходной первой позиции равны отрезкам DК в соответствующих позициях (с учетом масштаба длин): в первой позиции перемещение равно нулю и точки К и D совпадают, во второй позиции перемещение толкателя:

,

в третьей -

и т.д. В общем случае можно записать:

Полученный чертеж дает возможность построить кинематическую диаграмму перемещения толкателя s(ц) (рис. 4.6). Масштаб оси ординат - масштаб перемещений толкателя м_s, является произвольной величиной, в частности, он может быть таким же, как масштаб м_l схемы механизма на рис. 4.5. Масштаб оси абсцисс - масштаб углов поворота кулачка, тоже произвольная величина и определяется так:

(рад/мм) (4.1)

где: ц_р - рабочий угол кулачкового механизма в радианах, равный сумме фазовых углов удаления, дальнего стояния и возвращения, то есть,

- изображение рабочего угла на оси абсцисс графика в мм.

Изображение рабочего угла - это отрезок на оси абсцисс графика, размер которого зависит от размеров чертежа. Этот отрезок разбивается в соответствии с действительными величинами фазовых углов.

Разделим отрезки углов удаления и возвращения на равные части также, как на схеме механизма, и через точки делений проведем вертикали. Так как масштабы перемещений на графике и на схеме механизма выбраны одинаковыми, то на этих вертикалях отложим соответствующие отрезки из схемы механизма. Соединив концы этих отрезков, получим график перемещения толкателя в функции угла поворота кулачка. Заметим, что этот график не меняется при изменении угловой скорости кулачка, он зависит только от формы профиля кулачка.

Рис. 4.6

Переходя к кинематическим диаграммам, отражающим изменения скорости и ускорения толкателя, следует заметить, что и в этом случае удобно иметь графики таких скоростных параметров и параметров ускорения, которые бы не менялись при изменении угловой скорости кулачка, а зависели бы только от формы его профиля. Такими параметрами являются аналоги скоростей и ускорений.

Аналог скорости - это величина пропорциональная скорости, но зависящая не от времени, а от угла поворота входного звена механизма (здесь - кулачка), то есть, это первая производная от перемещения не по времени, а по углу поворота этого звена:

(4.2)

Чтобы найти связь между аналогом скорости и скоростью умножим и разделим эту дробь на dt:

Здесь ds/dt - это линейная скорость (в данном случае, толкателя), а dц/dt - угловая скорость входного звена (в данном случае, кулачка). Поэтому,

(м) (4.3)

Аналог ускорения - это вторая производная от перемещения по углу поворота входного звена:

(4.4)

Для нахождения связи между аналогом ускорения и ускорением умножим и разделим эту дробь на dt²:

Здесь d²s/dt² - это линейное ускорения (в данном случае, толкателя), а dц²/dt² - квадрат угловой скорости (в данном случае, кулачка). Поэтому,

(м) (4.5)

Графики аналогов скорости и ускорения толкателя совмещены на рис. 4.6 в одной системе координат. Строятся они методом графического дифференцирования.

График аналога скорости строится методом графического дифференцирования диаграммы перемещения толкателя. Аналог скорости пропорционален отношению элементарных приращений s и с учетом масштабов изображений, как это показано на рис. 5.6 на участке 3-4. Отношение катетов полученного прямоугольного треугольника равно тангенсу угла ₁ наклона его гипотенузы к оси абсцисс графика. Переходя к бесконечно малым можно написать:

(4.6)

Чтобы изобразить эту величину, пропорциональную тангенсу угла наклона касательной, графически в системе координат диаграммы аналога скоростей, поступаем следующим образом. Ось абсцисс графика продлеваем влево и откладываем на этом продолжении произвольный отрезок k₁, называемый базой графического дифференцирования. Из конца этой базы р ₁ (полюс дифференцирования) проводим луч, параллельный касательной к графику s() до ее пересечения с осью ординат. Полученный на оси ординат отрезок является изображением аналога скорости толкателя, так как его величина пропорциональна тангенсу угла ₁ наклона касательной (рис. 4.6). Масштаб этого изображения с учетом (4.6) и рис. 4.6, определится так:

После сокращения получаем формулу масштаба аналога скоростей:

(м/мм) (4.7)

Так как полученный отрезок является изображением аналога скорости толкателя на участке 3-4, то из точки пересечения луча с осью ординат проводим горизонталь, а из середины участка 3-4 - вертикаль. Точка пересечения этих прямых будет лежать на графике аналога скоростей толкателя. Произведя описанные построения в каждом участке, получим кинематическую диаграмму аналога скоростей V().

Кинематическая диаграмма аналога ускорений на рис. 4.6 построена в той же системе координат при помощи графического дифференцирования диаграммы аналога скоростей. К этому графику в середине каждого участка проводятся касательные (на рис. 4.6 показана одна из них - на участке 4-5, наклоненная к ости абсцисс под углом ₂), на продолжении оси абсцисс откладывается произвольный отрезок - база графического дифференцирования k₂, через полюс р ₂ проводятся лучи, параллельные касательным и т.д., также, как это было описано выше. В результате получается диаграмма аналога ускорений А(). Масштаб диаграммы рассчитывается аналогично (4.7):

(м/мм) (4.8)

3. Анализ движения толкателя. Жесткие и мягкие удары

Кинематические диаграммы необходимы для анализа движения толкателя подобно тому, как планы скоростей и ускорений стержневых механизмов нужны для расчета конкретных величин этих параметров.

Кинематические диаграммы дают полное представление о движении толкателя при работе кулачкового механизма. Анализируя кинематическую диаграмму s() (рис. 4.6), можно видеть, что на фазе удаления кривая перемещения толкателя - это плавная кривая линия, причем ее крутизна (крутизна кривой - это наклон касательной к этой кривой относительно оси абсцисс) сначала увеличивается от нуля в поз. 1 до какой-то величины в поз. 3 (рис. 4.6), после чего уменьшается опять до нуля в поз. 5. Точка кривой в поз. 3, где увеличение крутизны сменяется ее уменьшением, называется точкой перегиба. Аналогичный вид имеет эта кривая и на фазе возвращения.

График аналога скорости показывает, что во время первой половины фазы удаления, скорость толкателя плавно возрастает от нуля, достигая максимума в поз. 3 (в позиции, где график s() имеет перегиб), а затем также плавно уменьшается до нуля в поз. 5 - начала фазы дальнего стояния. На фазе возвращения характер изменения скорости толкателя аналогичен, но график V() расположен в отрицательной области, что говорит о противоположном направлении движения толкателя по сравнению с фазой удаления. кулачковый механизм кинематика конструктивный

Диаграмма аналога ускорения показывает, что в поз. 1 имеет место скачок ускорения толкателя от нуля до какой-то величины, после чего происходит плавное уменьшение ускорения до нуля в поз. 3 (в позиции, где скорость максимальна - максимум функции соответствует нулю ее производной), после чего ускорение меняет знак. Анализируя совместно диаграммы аналогов скорости и ускорения, можно утверждать, что в первой половине фазы удаления и возвращения толкатель движется ускоренно, так как знаки скорости и ускорения совпадают, а во второй половине этих фаз - замедленно, так как их знаки противоположны.

По кинематическим диаграммам можно определить конкретные параметры движения толкателя в заданной позиции. Найдем перемещение, скорость и ускорение толкателя в поз. 7 (рис. 4.6).

Перемещение толкателя:

(м)

где - ордината диаграммы перемещений в поз. 7.

Скорость толкателя найдем с учетом (4.3):

(м/с)

где - ордината диаграммы аналога скорости в поз. 7.

Ускорение толкателя найдем с учетом (4.5):

(м/с ²)

где - ордината диаграммы аналога ускорения в поз. 7.

Характер движения толкателя на фазах удаления и возвращения может быть различным в зависимости от профиля кулачка. Если рассматривать это движения с точки зрения изменения скорости толкателя, то следует изучить его равномерное движение, равнопеременное движение и общий случай, то есть, движение с переменным ускорением.

Равномерное движение толкателя (рис. 4.7а), то есть, его движение на фазах удаления и возвращения с постоянной скоростью, показывается на графике его скорости (или аналога скорости) в виде горизонтальных отрезков. Графики перемещений толкателя на этих фазах - это наклонные прямые. Ускорения толкателя в этом случае равны нулю, но в начале и конце этих участков происходят скачки ускорения в плюс или минус бесконечность. Явление скачка ускорения в бесконечность и обратно называется жестким ударом, оно соответствует скачку скорости на конечную величину и излому графика перемещения толкателя.

Это явление отрицательно по следующим причинам. Ускорения пропорциональны силам инерции, следовательно, в узловых точках (в начале и конце фазы удаления и возвращения) на толкатель действуют бесконечно большие силы инерции, что теоретически должно привести к разрушению механизма. В реальных механизмах этого не происходит из-за упругости звеньев и наличия зазоров в механизме. Однако силы инерции достигают значительных величин, поэтому таких режимов стараются избегать, вводя переходные участки, которые заменяют излом графика перемещений на плавные кривые. Кулачковые механизмы с равномерным движением толкателя используются в токарных автоматах для привода суппортов, в швейных машинах для намотки нити на шпульку и т.д. Участки удаления и возвращения кулачков таких механизмов выполняются по спирали Архимеда.

Равнопеременное движение толкателя (рис. 4.7б) предполагает движение толкателя на фазах удаления и возвращения с постоянным ускорением или замедлением, а именно, в течение первой половины фазы движение происходит с ускорением, а в течение второй половины - с замедлением (с отрицательным ускорением). На графике ускорения мы видим горизонтальные отрезки в положительной и отрицательной областях. В начале фаз удаления и возвращения и в их середине имеют место скачки ускорения на конечную величину. Этим скачкам соответствуют изломы графика скорости, а график перемещений толкателя остается плавным. Явление скачка ускорения на конечную величину называется мягким ударом. Это явление не столь отрицательно, как явление жесткого удара, и кулачковые механизмы, где движение толкателя сопровождается мягкими ударами, достаточно широко используются в технике.

Рис. 4.7

Кинематические диаграммы движения толкателя для общего случая, то есть, для случая его движения с переменным ускорением приведены на рис. 4.7в. Форма диаграммы ускорения может быть различной, возможны скачки ускорения в характерных точках, но наилучшей с точки зрения инерционных нагрузок, является диаграмма без скачков ускорения; при этом изломы графика возможны (один из таких графиков ускорения показан на рис. 4.7в). Кулачок, обеспечивающий движение толкателя без скачков ускорения называется безударным. Такие кулачки более сложны в проектировании и изготовлении, чем кулачки с жесткими и мягкими ударами, но они с успехом используются благодаря хорошим динамическим качествам.

Однако существует безударный кулачок очень простой в проектировании и изготовлении - это эксцентрик (рис 4.8).

Его профиль - это окружность, центр которой смещен относительно центра вращения кулачка. Так как профиль кулачка - кривая постоянной кривизны, то никаких скачков и ударов он не предполагает. Такой кулачок имеет только два профильных угла - удаления и возвращения.

Рис. 4.8

Благодаря простоте конструкции кулачковые механизмы с эксцентриковым кулачком широко используются в технике.

4. Условия передачи движения в кулачковом механизме. Угол передачи движения

Условия передачи движения от кулачка к толкателю зависят от силовых соотношений, а именно, от соотношения между величинами силы способствующей движению толкателя и силы, препятствующей этому движению. Рассмотрим это подробнее.

Согласно теории высшей кинематической пары, сила, с которой кулачок действует на толкатель, направлена вдоль нормали к профилю кулачка (сила R на рис. 4.9). Разложим эту силу на две составляющие: силу Q, направленную вдоль движения толкателя, и силу Т перпендикулярную этому движению. Сила Q способствует движению толкателя, так как направлена вдоль его направляющих, а сила Т препятствует этому движению, так как стремится перекосить толкатель в направляющих и увеличивает трение при его движении. Значит, условие передачи силы зависит от соотношения величин сил Q и Т. При работе кулачкового механизма это соотношение меняется, так как наклон нормали n-n к направлению движения толкателя изменяется от нуля на участках дальнего и ближнего стояния (в этих случаях сила Т отсутствует) до некоторой конечной величины.

Из приведенного силового разложения следует: для лучшей работы кулачкового механизма с точки зрения условий передачи движения (или, говорят, с точки зрения динамики) надо, чтобы сила Q, способствующая движению, была большей, а сила Т, препятствующая движению, была меньшей.

Для упрощения анализа соотношения величин сил Q и Т используется параметр, который называется углом передачи движения и обозначается греческой буквой : это острый угол между касательной к профилю кулачка и линией движения контактной точки толкателя (рис. 4.9). Так как такой же угол находится между векторами сил Q и Т, то можно сделать следующий вывод: для лучшей, с точки зрения динамики, работы кулачкового механизма надо, чтобы угол передачи движения был возможно бьльшим.

При работе кулачкового механизма это угол меняется от 90⁰ на участках стояния до некоторой минимальной величины на фазах удаления и возвращения. Поэтому, более конкретно вышеуказанное правило выглядит так: при прочих равных условиях тот кулачковый механизм будет работать лучше, у которого минимальный угол передачи движения больше.

Рис. 4.9

С этой точки зрения следует сравнивать разные кулачковые механизмы, обеспечивающие один и тот же характер движения толкателей. На рис. 4.10 совмещены две схемы центральных кулачковых механизмов, обеспечивающих одинаковое движение своих толкателей, но имеющих разные размеры кулачков, то есть, разные радиусы минимальных окружностей. Остальные параметры одинаковы: фазовые углы, ход толкателя h (в данном случае - это расстояние между окружностями минимальных и максимальных радиусов на участках дальнего стояния); кроме того, профили кулачков на участках удаления и возвращения выполнены подобными. Оба кулачковых механизма показаны в одинаковых позициях, то есть, углы поворота кулачков относительно толкателя одинаковы. С малым кулачком толкатель контактирует в точке К', а с большим - в точке К". Через контактные точки проведены касательные '-' и "-". Из рис. 4.10 видно, что угол передачи движения для большого кулачкового механизма больше, чем для малого. В общем случае можно записать: если r"_min r'_min, то " '.

Рис. 4.10

Отсюда можно сделать вывод: при прочих равных условиях, чем большие габариты у кулачкового механизма, тем лучше условия передачи движения от кулачка к толкателю, или, говорят, тем лучше динамика работы кулачкового механизма. Однако это динамическое условие входит в противоречие с одним из главных условий проектирования машин - условием минимальных габаритов конструкции.

Чтобы удовлетворить двум указанным условиям, при проектировании кулачковых механизмов учитываются значения минимально допустимых углов передачи движения _min, которые приводятся в справочной литературе для различных типов кулачковых механизмов. В таблице 4.1 приведены некоторые из этих значений.

Таблица 4.1

Кулачковые механизмы	Минимально допустимые углы передачи движения , град
с остроконечным толкателем	50 60
с закругленным толкателем	40 50
с роликовым толкателем	30 40

Рекомендуемая литература

1. Авиационные зубчатые передачи и редукторы. Справочник. Под редакцией Булгакова Э.Б. Москва, "Машиностроение", 1981.

2. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В трех томах. Москва, "Машиностроение", 1982.

3. Артоболевский И.И. Механизмы в современной технике. Том III. Зубчатые механизмы. М., Наука, 1973.

4. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. М., Наука, 1975.

5. Бернштейн С.А. Сопротивление материалов. М., "Высшая школа", 1961.

6. Гавриленко Б.А. и др. Гидравлический привод. М., Машиностроение, 1968.

7. Детали машин. Атлас конструкций. Под ред. Решетова Д.Н. Москва, "Машиностроение", 1989.

8. Иванов М.Н. Детали машин. Москва, "Высшая школа", 1991.

9. Коловский М.З. Динамика машин. Л., Ленинградский политехнический институт, 1980.

10. Основы расчета и конструирования деталей летательных аппаратов. Под ред. Кестельмана В.Н. Москва, 1989.

11. Пневмопривод систем управления летательных аппаратов. Под ред. Чашина В.А. М., Машиностроение, 1987.

12. Прикладная механика. Под ред. Осецкого В.М. М., "Машиностроение", 1977.

13. Пятаев А.В. Теория механизмов и машин. Учебное пособие. Ташкент, Ташкентский государственный авиационный институт, 2001.

14. Пятаев А.В. Динамика машин. Ташкентский политехнический институт. Ташкент, 1990.

15. Пятаев А.В. Детали машин. Учебное пособие. Ташкент, Ташкентский государственный авиационный институт, 2004.

16. Справочник машиностроителя, том 3. Под редакцией Ачеркана Н.С. Москва, Машгиз, 1963.

17. Справочник машиностроителя, том 4, книги I и II. Под редакцией Ачеркана Н.С. Москва, Машгиз, 1963.

18. Теория механизмов и машин. Под ред. Фролова К.В. М., Высшая школа, 1987.

19. Тимошенко С.П. Колебания в инженерном деле. М., Физматгиз, 1959.

20. Трение, изнашивание и смазка. Справочник. Под редакцией Крагельского И.В. и Алисина В.В. Москва, "Машиностроение", 1978.

Размещено на Allbest.ru

...