Тимофеев Г.А. - Теория механизмов и машин. Курс лекций, страница 38

Коэффициент смещения х исходного производящего контура инструмента выбирают в пределах +1. Предпочтительно Гип Контрольн Ъ;..'-': 1. Какие и ;-'К.:;;:.! 'ндным? 2. Чем отлича 3. Какие виды :,~~~!;,';.':;;. Уважите их посто $:"".,::.:, ' 4. Какие виды 5. Расскажи~с колес 6. Какими ос '.~::-:-".;„:. звш! О скольжение 7. Какие главн ,;,Ьгв-,. ОПРЕДЕЛЕНИЯ. ложительные смещения, при которых по- ость зубьев колеса.

ые вопросы и задания к лекции 21 ространственные передачи относятся к гиперболо- ется гиперболоидная передача ст червячвой7 винтовых передач используются в машинах? инства и недостатки. червячных передач используются в ма|винах? о способах изготовления червяков и червячных обенностями кинематики червячных передач вызубьев7 ые параметры характеризуют червяк? Дайте их Виды ктлачкаамк макаиизнак Лекция 22 К)лачковые механизмы е Рис. 22.1 Виды кулачковых механизмов Их достоинства и недостатки Кулачковые механизмы, подобно другим механизмам, служат для преобразования одного вида движения (на входе), изменяющегося по определенному закону, в другой вид движения 1на выходе) иного закона с одновременным преобразованием передаваемых силовых параметров (сил, моментов). Кулачковые механизмы обладают некоторыми важными свойствами, которых нет у рассмотренных ранее рычажных механизмов. С их помощью можно легко получать прерывистые движения ведолюго звена, т.е.

его движение с остановками, и практически любой закон движения ведомого звена, который определяется в основном профилем кулачка Кинематическая цепь простейшего кулачкового механизма состоит из двух подвижных звеньев (кулачка и толкатсля), образуюн1их высшую кинематическую пару, и стойки, с которой каждое из этих звеньев входит в низшую кинематическую пару. Ведущим авеном механизма обычно является кулачок, который в большинстве случаев совершает непрерывное вращательное движение. Кулачок обладает сложным профилем, форма которого зависит от заданной схемы механизма и закона движения ведомого звена.

Ведомое звено, называемое толкателем, совершает возвратно-прямолинейное и возвратно-вращательное движение относительно стойки. На рис. 22.1 даны примеры механизмов. Кулачок 1 образует высшую кинематическую пару с толкателем 2 (см. рис. 22.1 а, б, г, е) или с роликом 4, шарнирно установ- ленным на толкателс (см. рис. 22.1, е, д„ж, з, и).

Контакт звеньев может быть линейным нли точечным. Постоянное соприкосновение элементов вьюшей кинематической пары осуществляется, как правило, под действием пружины (силовое замыкание). В некоторых механизмах на кулачке ::,::-';: 'выполняют паз (ель рис. 22.1, з, и), внутри которого перемещается ролик толкателя (геометрическое замыкание), 298 Лекция 22 Угол Лявления и его влияние нв рвботосеособность мехммзмв 2бб такие кулачки сложнее изготовить, они имеют большие габариты.

Обычно кулачок совершает врагцательное движение, которое преобразуется в возвратно-поступательное прямолинейное или в возвратно-вращательное движение толкателя. В некоторых механизмах кулачок совершает возвратно-поступательное движение (см.

рис. 22.1, ж). В плоских кулачковых механизмах, как правило, применяются дисковые кулачки (см. рис. 22 1, а, ..., е, и), в пространственных — цилиндрические (см. рис. 22 1, з), конические, сферические, глобоидальные. Для снижения износа элементов высшей кинематической пары и для уменьшения потерь на трение вместо заостренных толкателей (см рис. 22.1, а) применяют толкатели с закругленным концом (см. рис.

22.1, 6), плоские (см. рис. 22.1, в) или роликовые (см. рис. 22.1, в, д, ж, з, и). В плоских механизмах с прямолинейно движущимся толкателем последний может быть центральным (см. рис. 22.1, г, и) или внеосным (см. рис. 22.1, а, в). Кулачковые механизмы широко используются в самых различных машинах, где требуется автоматически осуществлять согласованные движения выходных звеньев: в металлорежущих станках, в автоматах и автоматических линиях, для привода клапанов двигателей и других энергетических машин; во многих приборах и аппаратах. Однако основной недостаток кулачковых механизмов — возможность возникновения больших контактных напряжений в высшей паре — не позволяет применять их в главных кинематических цепях для передачи большой могциости.

Поэтому кулачковые механизмы, как правило, используют во вспомогательных цепях, выполняющих функции управления, где передаваемые мощности невелики. Наиболыпее распространение получили кулачковые механизмы с прямолинейно движущимся роликовым толкателем (см. рис. 22.1, в) и с коромысловым роликовым толкателем (см. рис. 22.1, д).

Понятие центрового профиля кулачка При кинематическом исследовании и проектировании механизмов с роликовым или закругленным толкателем вводят понятие центрового (или теоретического) профи- ля кулачка (на рис. 22.1 6, в, д он показан тонкой линией). Центровой профиль проходит через центр В ролика или закругления и эквидистантен конструктивному профил>о кулачка.

Это дает возможность условно исклточить ролик из состава механизма или ликвидировать закругление толкателя и рассматривать точку В как точку„находящуюся на конце толкателя и непосредственно контактируклцую с центровым профилем, заменившим конструктивный В результате схема механизма упросцается. Например, вместо схемы на рнс. 22.1, в рассматривают схему, представленную на рис. 22.1, и.

Такой переход от конструктивного профиля кулачка к центровому допустим, так как не изменяется закон движения толките>ш. Структурная формула П.Л. Чебьц нева И' = Зп — 2р — р позволяет рассчитывать число степеней свободы кулачковых механизмов. Например, для механизмов с роликовым '; Г толкателем (см. рис. 22.1, в, д, ж, и) И' = 3 .

3 — 2 1 — 1 = =2=1+1= И' + И'. Полученное число степеней свободы И' = 2 включает одну основную степень свободы и' = 1 и одну местну>о И'„= 1. Основная — это независимое движение (вращение), которое задается кулачку и преобразуется в требуемое дви жение толкателя. Меопная — это вращение ролика вокруг своей оси, не оказывающее никакого влияния на процесс преобразования основного движения.

Механизм с толкателем без ролика (см. рис. 22.1, и, 6, г, е), а также условные механизмы с центровым (теоретическим) профилем кулачка имеют только одну основнун> степень свободы: И' = 3 2 — 2. 2 — 1 = 1 = И' О~И Угол давления и его влияние на работоспособность механизма В соответствии с направлением движения толкателя-- от центра вращения кулачка или к центру — различают четыре фазы цикла работы кулачкового механизма: удаление, дальнее стояние, сближение и ближнее стояние. Движение толкателя 2 на фазе его удаления происходит под действием силы Г и действукгщей со стороны кулач:.

ка 1 (рис. 22.2, а2. При этом толкатель, преодолевая силу - сопротивления Г,„и силу трения Р, в направляющих Взвимаевязь угла давлении и резмерав кулзчкееаге мехенизмв З01 300 Лекция 22 .!"~с стойки (на рис. 22.2, а Ггг условно показана на оси толка:!:;"г тоги), перемешается со скоростью У .

Сила Гм в механизме с роликовым толкателем направлена практически по нор":: мали я — я к центровому профилю кулачка, так как трение качения в паре кулачок — ролик незначительно. Угол Э между вектором силы, действуклцей со стороны ;-'.~:::".::ведущего звена на ведомое, и вектором скорости точки ве—:-;~-;:: . 'домого звена, в которой приложена сила, называется углом давления (см. рис. 22.2, а). Несовпадение направления движущей силы Г„и направления движения толкателя на фазе его удалейия вызывает перекос толкателя в направлякнцих стойки. Чем больше угол давления, тем сильнее прижат толкатель к направляющим, тем больше трение в них и их износ. При ', ~',-'„!':;-"„атом увеличение силы трения Г, вызывает необходимость увеличить движущую силу Е" и в результате чего возрастают изгибные и контактные напряжения в звеньях механиз";"-:,',':,:;::, ма.

При большем значении угла давления сила трения Г„ "';-' настолько увеличивается, что толкатель заклинивается в -"=,':::;:!": направляющих и остается неподвижным, сколько болыной ие была бы движущая сила Гм — механизм становится нерабоглосяособным. Угол давлейия, при котором происходит ,'=,'=1:-~:" заклинивание, называется углом заклинивания. В механизмах с коромысловым толкателем (см.

рис. 22.1) увеличение угла давления на фазе удаления также нежелательно, а при больших углах Э механизм становится неработоспособным. На фазе сближения, когда кулачок не является ведущим звеном и толкатель перемещается от пружины (в механизмах с силовым замыканием), заклинивания не происходит. ьмм/м ~/ гг — еза, гтроеой рофиль ! 1 в Взаимосвязь угла давления и размеров кулачкового механизма Величина угла давления 9 изменяется в течение цикла и зависит от геометрических и кинематических параметров кулачкового механизма. Для того чтобы записать зту зависимость в аналитической форме,на схеме кулачкового механизма (см.

рис. 22.2, б) выполняют следующие по строения. Через центр О вращения кулачка проводят прямую ОР, перпендикулярную вектору скорости $' точ- !1 1'в Рис. 22.2 302 Леацев 22 в в ОР= ОА — В =ОА В =!! ' — 1г )А (222) р то ОА/1г ' о! ! «в' А 1 ! в Здесь СА = —  — передаточная функция скорости точки В. «В ! Тангенс угла давления Э определяют из треугольника ВМР (см.