lect_22 (966074)
Текст из файла
Лекция 22.
Кулачковые механизмы.
Кулачковые механизмы, подобно другим механизмам, служат для преобразования одного вида движения (на входе), изменяющегося по определённому закону, в другой вид движения (на выходе) иного закона с одновременным преобразованием передаваемых силовых параметров (сил, моментов).
Кулачковые механизмы обладают некоторыми важными свойствами, которых нет у рассматриваемых ранее рычажных механизмов. С их помощью можно легко получать прерывистые движения ведомого звена, то есть 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 толкателя), образующих высшую кинематическую пару, и стойки, с которой каждое из этих звеньев входит в низшую кинематическую пару.
Ведущим звеном 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.
Виды кулачковых механизмов.
Их достоинства и недостатки.
На рис. 22.1 даны примеры механизмов. Кулачок I образует высшую кинематическую пару с толкателем 2 (см. рис. 22.1 а, б, г, е) или с роликом 4, шарнирно установленным на толкателе (см. рис. 22.1, в, д, ж, з, и) . Контакт звеньев может быть линейным или точечным. Постоянное соприкосновение элементов высшей кинематической пары осуществляется, как правило, под действием пружины (силовое замыкание). В некоторых механизмах на кулачке выполняют паз (см. рис. 22.1, з, и), внутри которого перемещаемся ролик толкателя (геометрическое замыкание); такие кулачки сложнее изготовить, они имеют большие габариты.
Обычно кулачок совершает вращательное 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, б), плоские (см. рис. 22.1, е) 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 мощности. Поэтому кулачковые механизмы, как правило, используют во вспомогательных цепях, выполняющих функции управления, где передаваемые мощности невелики.
Наибольшее распространение получили кулачковые механизмы с прямолинейно движущимся роликовым толкателем (см. рис. 22.1, в) и с коромысловым роликовым толкателем (см. рис. 22.1, д).
Р
ис. 22.1
Понятие центрового профиля кулачка.
При кинематическом исследовании и проектировании механизмов с роликовым или закругленным толкателем вводят понятие центрового (или теоретического) профиля кулачка (на рис.22.1 б, в, д он показан тонкой линией). Центровой профиль проходит через центр В роликах или закругления и эквидистантен конструктивному профилю кулачка. Это дает возможность условно исключить ролик из состава механизма или ликвидировать закругление толкателя и рассматривать точку В, как точку, находящуюся на конце толкателя и непосредственно контактирующую с центровым профилем, заменившим конструктивный. В результате схема механизма упрощается. Например, вместо схемы на рис 22.1, в рассматривают схему, представленную на рис 22.1, а. Такой переход от конструктивного профиля кулачка к центровому допустим, так как не изменяется закон движения толкателя.
Структурная формула П.Л.Чебышева: 
, позволяет рассчитывать число степеней свободы кулачковых механизмов. Например, для механизмов с роликовым толкателем (см. рис. 22.1, в, д, ж, и), 
Полученное число степеней свободы 
включает одну основную степень свободы 
и одну местную 
. Основная - это независимое движение (вращение), которое задается кулачку и преобразуется в требуемое движение толкателя. Местная - это вращение ролика вокруг своей оси, не оказывающее никакого влияния на процесс преобразования основного движения.
Механизм с толкателем без ролика (см. рис. 22.1, а, б, г, е), а также – условные механизмы с центровым (теоретическим) профилем кулачка имеют только одну, основную степень свободы: 
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 
, действующей со стороны кулачка 1 (рис. 22.2, а). При этом толкатель, преодолевая силу сопротивления 
и силу трения 
в направляющих стойки (на рис. 22.2, а условно показана на оси толкателя), перемещается со скоростью 
. Сила 
в механизме с роликовым толкателем направлена практически по нормали 
к центровому профилю кулачка, так как трение качения в паре кулачок-ролик незначительно.
Угол 
между вектором силы, действующей со стороны ведущего звена на ведомое, и вектором скорости точки ведомого звена, в которой приложена сила, называется углом давления (см. рис. 2.2, а)
Несовпадение направления движущей силы и направления движения толкателя на фазе его удаления вызывает перекос толкателя в направляющих стойки. Чем больше угол давления, тем сильнее прижат толкатель к направляющим, тем больше трение в них и их износ. При этом увеличение силы трения вызывает необходимость увеличить движущую силу , в результате чего возрастают изгибные и контактные напряжения в звеньях механизма. При большем значении угла давления сила трения &то^ настолько увеличивается, что толкатель заклинивается в направляющих и остается неподвижным, сколько большой не была бы движущая сила - механизм становится неработоспособным. Угол давления, при котором происходит 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 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.
Взаимосвязь угла давления и размеров кулачкового механизма.
Величина угла давления изменяется в течение цикла и зависит от геометрических и кинематических параметров кулачкового механизма. Для того, чтобы записать эту зависимость в аналитической форме, на схеме кулачкового механизма (см. рис. 22,2 б) выполняют следующие построения. Через центр О вращения кушачка проводят прямую ОР, перпендикулярную вектору скорости точки В толкателя, и строят план скоростей, решая графически уравнение сложного движения двух точек
(22.1)
где 
- скорость точки А центрового профиля геометрически совпадающей в данный момент с точкой В толкателя; 
скорость в относительном движении контактирующих точек В и А высшей пары, образованной толкателем 2 и кулачком 1. Эта скорость, согласно свойству высших пар направлена по касательной 
, т.е. перпендикулярно нормали . Из подобия двух треугольников с взаимно перпендикулярными сторонами (
) следует соотношение 
; следовательно,
(22.2)
Здесь 
- передаточная функция скорости точки В.
Тангенс угла давления определяют из треугольника ВМР (см. рис. 22.2, б)
Характеристики
Тип файла документ
Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.
Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.
Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
