Кулачковый механизм с коромысловым толкателем

Для определения минимального радиуса кулачка, представленного на рис.1,в, необходимо построить совмещенную диаграмму углов поворота коромысла CD и аналога скорости центра ролика. Для этого из произвольной точки D проводятся дуга с радиусом, равным длине коромысла в масштабе (рис. 6а). Масштаб должен быть стандартным.

На дуге отмечается точка - начальное положение центра ролика коромысла, положение рекомендуется выбирать близким к горизонтали. От начального положения коромысла откладывается угол качания .

Путь центра ролика размечается в соответствии с диаграммой перемещений , представленной на рис. 5.

Для этого на прямой или ее продолжении откладывается отрезок произвольной длины (удобнее всего =100 мм), к которому в точке восстанавливается перпендикуляр до пересечения в точке с другим крайним положением коромысла . От точки откладываем отрезки , ,…., , соответствующие тангенсам углов качания коромысла, определяемых по диаграмме (см. рис. 5):

; ,

где - ордината диаграммы i- го положения, мм; - угловой масштаб диаграммы , град/мм.

Лучи , ,…., представляют собой как бы мгновенные положения коромысла при его перемещении в соответствии с заданным законом движения, а точки пересечения этих лучей с дугой определяют положения центра ролика.

На лучах , …., от точки их пересечения с дугой откладываются отрезки , изображающие соответствующие значения в масштабе . Величины этих отрезков определяются по формуле:

,

где - i-ая ордината диаграммы , мм (см. рис. 5);

- масштаб этой диаграммы, рад/мм;

l- длина коромысла, м;

- масштаб совмещенной диаграммы, м/мм.

Для определения отрезков можно воспользоваться графическим методом. Для этого на одной стороне произвольного угла откладывается отрезок при удалении коромысла (рис. 6,в)

,

где - максимальная ордината диаграммы на угле удаления (см. рис. 5).

На второй стороне угла откладываются ординаты угла удаления диаграммы :

Концы отрезков и соединяются прямой, а через точки , , проводятся прямые, параллельные прямой . Отрезки являются искомыми отрезками zдля угла удаления коромысла.

Аналогично определяются величины отрезковzна угле возвращения (рис.6,б).

Направление вращения кулачка принимаем противоположным направлению вращения коромысла при его удалении. Поэтому отрезки zна промежуточных положениях коромысла откладываются вправо от дуги при удалении коромысла и влево - при его возвращении.

Соединяя точки , , ,……, плавной кривой, получаем геометрическое место концов отрезков z[z(S)].

Через крайние точки отрезков z проводятся прямые под угломк лучам.

Область, выделяемая крайними лучами, проведенными к графикуz(S)(заштрихованная область), является областью, в которой можно размещать центр вращения кулачка при сохранении условия .

Поместив центр вращения кулачка в точку , получим величину минимального радиуса кулачка .

Расстояние между центрами вращения кулачка и коромысла будет равно .

Профилирование кулачка

Построение профиля кулачка проводится графическим путем. При профилировании используется метод обращения движения: всем звеньям механизма сообщается новая угловая скорость - , в результате чего кулачок стоит на месте, а толкатель вращается вокруг него со скоростью . Построение проводится в стандартном масштабе , который выбирается в зависимости от максимального размера изображения на чертеже, равного для случая кулачкового механизма с коромысловым толкателем , для остальных типов кулачковых механизмов .

Ниже приведено профилирование кулачковых механизмов различных типов.

4.1. Кулачковый механизм с роликовым центральным поступательно перемещающимся толкателем.

1. Из выбранного центра вращения кулачка проводится окружность радиусом и вертикальная осевая линия (рис. 7).

2. Откладывается ход толкателя H в масштабе по вертикальной оси вверх от точки пересечения оси с окружностью радиусом .

3. Определяется текущее перемещение толкателя в масштабе и откладывается на вертикальной оси (см. рис. 7). Для этого проводится вспомогательное построение. От точки О (см.рис. 3) проводится под острым углом к оси S наклонная линия, на ней откладывается ход толкателя Н в масштабе . Все ординаты графика проектируются на ось S , максимальная орди­ната соединяется с концом хода H на наклонной линии, осталь­ные ординаты проектируются на наклонную линию параллельно верхней соединительной линии. Полученные деления переносятся на вертикальную ось (см. рис.7).

4. Проводится дуга радиусам ( ) в пределах угла в сторону, противоположную вращению кулачка, от оси откла­дываются углы профиля , , . Углы и делятся по дуге ( )на столько же делений, на сколько они были поделены на графиках, точки деления нумеруются по порядку и лучами соединяются с центром вращения кулачка.

5. Засечками по дугам окружностей проектируются все теку­щие точки перемещения толкателя на соответствующие им по номеру лучи.

6. Найденные на лучах точки соединяются плавной линией. На участке профиль выполняется по дуге ( ), на участ­ке - по дуге . Это теоретический профиль кулачка.

7.Определяется величина радиуса ролика из следующих соот­ношений:

;

.

Минимальный радиус кривизны профиля определяется графичес­ки на участке профиля, соответствующем наибольшей кривизне (участок выбирается визуально). В выбранной точке проводится окружность радиусом r=15-20 мм, в точках пересечения этой окружности с профилем проводятся еще две окружности с тем же радиусом. Через точки пересечения этих двух окружностей с цент­ральной окружностью проводятся две линии, пересекающиеся друг с другом в центре кривизны профиля, расстояние от центра цент­ральной окружности до центра кривизны соответствует .

Окончательно радиус ролика устанавливается из конст­руктивных соображений, но не более указанных выше соотношений.

8. Для получения практического профиля кулачка необходимо построить огибающую дуг радиусом ролика , имеющих центры на теоретическом профиле кулачка. На участке профиль опи­сывается дугой радиуса ( ), на участке - дугой радиус ( ).

9. В случае пазового кулачка профиль паза строится, как огибающая окружностей радиуса ролика , имеющих центры на теоретическом профиле. Радиус диска кулачка при этом выбирается так, чтобы расстояние до стенки паза было не менее 15-20 мм.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: