timofeev_tmm (831923), страница 38
Текст из файла (страница 38)
Коэффициент смещения х исходного производящего контураинструмента выбирают в пределах ±1. Предпочтительно1. Какие пространственные передачи относятся к гиперболоидным?2. Чем отличается гиперболоидная передача от червячной?3. Какие виды винтовых передач используются в машинах?Укажите их достоинства и недостатки.4. Какие виды червячных передач используются в машинах?5. Расскажите о способах изготовления червяков и червячныхколес.6. Какими особенностями кинематики червячных передач вызвано скольжение зубьев?7. Какие главные параметры характеризуют червяк? Дайте ихопределения.297Âèäû êóëà÷êîâûõ ìåõàíèçìîâ...32Ëåêöèÿ 22⎯VB1Âèäû êóëà÷êîâûõ ìåõàíèçìîâ.Èõ äîñòîèíñòâà è íåäîñòàòêèНа рис.
22.1 даны примеры механизмов. Кулачок 1образует высшую кинематическую пару с толкателем 2 (см.рис. 22.1 а, б, г, е) или с роликом 4, шарнирно установленным2δPRO Oω13eω2rOOω12RO O1ω1ω1вгC ω224 1Bω2δPB11 3ед2CRO OrOω1δPOeбRO O3ROROVг2B11аC24VBBrO33⎯VBR2BÊóëà÷êîâûå ìåõàíèçìûКулачковые механизмы, подобно другим механизмам,служат для преобразования одного вида движения (на входе), изменяющегося по определенному закону, в другойвид движения (на выходе) иного закона с одновременнымпреобразованием передаваемых силовых параметров (сил,моментов).Кулачковые механизмы обладают некоторыми важнымисвойствами, которых нет у рассмотренных ранее рычажныхмеханизмов.
С их помощью можно легко получать прерывистые движения ведомого 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 итолкателя), образующих высшую кинематическую пару, истойки, с которой каждое из этих звеньев входит в низшуюкинематическую пару.Ведущим звеном механизма обычно является кулачок,который в большинстве случаев совершает непрерывноевращательное 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.3⎯V1ω1ж⎯VB413231Bω12ω1O⎯V2зиРис. 22.1на 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 (силовоезамыкание). В некоторых механизмах на кулачке выполняют паз (см. рис. 22.1, з, и), внутри которого перемещается ро-298299Ëåêöèÿ 22Óãîë äàâëåíèÿ è åãî âëèÿíèå íà ðàáîòîñïîñîáíîñòü ìåõàíèçìàлик толкателя (геометрическое замыкание); такие кулачкисложнее 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 дисковыекулачки (см. рис. 22.1, а — е, и), в пространственных — цилиндрические (см. рис. 22.1, з), конические, сферические,глобоидальные. Для снижения износа элементов высшейкинематической пары и для уменьшения потерь на трениевместо 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 движущимсятолкателем последний может быть центральным (см. рис.22.1, г, и) или внеосным (см. рис. 22.1, а, в).Кулачковые механизмы широко используются в самыхразличных машинах, где требуется автоматически осуществлять согласованные движения выходных звеньев: в металлорежущих станках, в автоматах и автоматических линиях,для привода клапанов двигателей и других энергетическихмашин; во многих приборах и аппаратах.
Однако основнойнедостаток кулачковых механизмов — возможность возникновения больших контактных напряжений в высшейпаре — не позволяет применять их в главных кинематических цепях для передачи большой мощности. Поэтому кулачковые механизмы, как правило, используют во вспомогательных цепях, выполняющих функции управления, гдепередаваемые 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).кулачка (на рис. 22.1 б, в, д он показан тонкой линией).Центровой профиль проходит через центр В ролика илизакругления и эквидистантен конструктивному профилюкулачка. Это дает возможность условно исключить роликиз состава механизма или ликвидировать закругление толкателя и рассматривать точку В как точку, находящуюсяна конце толкателя и непосредственно контактирующуюс 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 конструктивногопрофиля кулачка к центровому допустим, так как не изменяется закон движения толкателя.Структурная формула Чебышева W = 3n − 2pн − pв позволяет рассчитывать число степеней свободы кулачковых механизмов. Например, для механизмов с роликовымтолкателем (см.
рис. 22.1, в, д, ж, и) W = 3 ⋅ 3 − 2 ⋅ 1 − 1 == 2 = 1 + 1 = Wосн + Wм.Полученное число степеней свободы W = 2 включаетодну ыWосн = 1 и одну местную Wм = 1. Основная — это независимое движение (вращение), которое задается кулачкуи 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, основнуюстепень свободы: W = 3 ⋅ 2 − 2 ⋅ 2 − 1 = 1 = Wосн.Ïîíÿòèå öåíòðîâîãî ïðîôèëÿ êóëà÷êàПри кинематическом исследовании и проектированиимеханизмов с роликовым или закругленным толкателемвводят понятие центрового (или теоретического) профиляÓãîë äàâëåíèÿ è åãî âëèÿíèåíà ðàáîòîñïîñîáíîñòü ìåõàíèçìàВ 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 происходитпод действием силы⎯F21, действующей со стороны кулачка 1 (рис.
22.2, а). При этом толкатель, преодолевая силусопротивления⎯F 2С и силу трения⎯F 2Т в направляющих300Ëåêöèÿ 22⎯F2C2⎯F21ϑn3nÂçàèìîñâÿçü óãëà äàâëåíèÿ è ðàçìåðîâ êóëà÷êîâîãî ìåõàíèçìà⎯F2Tϑ⎯VBBBM1д||⎯VB⎯F21Центровойпрофиль⎯VADEOn1ω1ϑω12μl , мм/мb⎯VBAa⎯VB3τϑ ⎯VBBτASb · μlϑ⎯BOrO · μl OMPro2 – e 2 μlnЦентровойe · μl профиль1абТраектория точки B ⎯VB ϑ n ||nn μl , мм/м12 ω2DBBω2DCC⎯F21||⎯VB⎯F212ϑϑω1 ⎯VB⎯VB ωO||⎯VBPO1DEBDEnBPω1||nnn1ω1вгnϑ⎯VB2Di||⎯VBD2D1ϑiω1⎯VBSBω1 ⎯VBDK B DBKBBiμl , мм/мB2 ⎯VB1B1DO BO Центровой профильO rO1Eiдω12SBBK DD⎯V Bi K DiBB2D2B1BO D D1||⎯VBrO O ϑ OiEiω1еРис. 22.2301стойки (на рис. 22.2, а⎯F2Т условно показана на оси толкателя), перемещается со скоростью⎯VВ.
Сила⎯F21 в механизмес роликовым толкателем направлена практически по нормали n—n к центровому профилю кулачка, так как трениекачения в паре кулачок—ролик незначительно.Угол ϑ между вектором силы, действующей со стороныведущего звена на ведомое, и вектором скорости точки ведомого звена, в которой приложена сила, называется угломдавления (см. рис. 22.2, а).Несовпадение направления движущей силы⎯F21 и направления движения толкателя на фазе его удаления вызывает перекос толкателя в направляющих стойки.
Чембольше угол давления, тем сильнее прижат толкатель кнаправляющим, тем больше трение в них и их износ. Приэтом увеличение силы трения⎯F2Т вызывает необходимостьувеличить движущую силу⎯F21, в результате чего возрастают изгибные и контактные напряжения в звеньях механизма. При большем значении угла давления сила трения⎯F2Тнастолько увеличивается, что толкатель заклинивается внаправляющих и остается неподвижным, сколько большойни была бы движущая сила⎯F21 — механизм становится неработоспособным. Угол давления, при котором происходитзаклинивание, называется углом заклинивания.В механизмах с коромысловым толкателем (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
