Параметры кулачкового механизма

Большинство кулачковых механизмов относится к цикловым механизмам с периодом цикла равным 2p. В цикле движения толкателя в общем случае можно выделить четыре фазы: удаления, дальнего стояния (или выстоя), сближения и ближнего стояния. В соответствии с этим, углы поворота кулачка или фазовые углы делятся на угол удаления j_y, угол дальнего выстоя j_дв, угол сближения j_с и угол ближнего выстоя j_бв. Сумма углов удаления, дальнего выстоя и сближения образует рабочий угол :

j_раб = d_раб = j_у + j_дв + j_с .

На рис. 4.6 изображена схема плоского кулачкового механизма с двумя видами выходного звена: внеосным с поступательным движением и качающимся (с возвратно-вращательным движением). На этой схеме указаны основные параметры плоских кулачковых механизмов.

	SAi и SВi - текущие значения перемещения центров роликов
y40 - начальная угловая координата коромысла
y 4 - текущее угловое перемещение коромысла
hAmax - максимальное перемещение центра ролика
r0 - радиус начальной шайбы центрового профиля кулачка
r - радиус начальной шайбы конструктивного профиля кулачка
rp - радиус ролика (скругления рабочего участка толкателя)
aw - межосевое (межцентровое) расстояние
e - внеосность (эксцентриситет)
Ji - текущее значение угла давления

Рис. 4.6. Параметры кулачкового механизма

Кулачок механизма характеризуется двумя профилями: центровым (или теоретическим) и конструктивным. Под конструктивным понимается наружный рабочий профиль кулачка. Теоретическим или центровым называется профиль, который в системе координат кулачка описывает центр ролика (или скругления рабочего профиля толкателя) при движении ролика по конструктивному профилю кулачка. Фазовым называется угол поворота кулачка. Профильным углом d_i называется угловая координата текущей рабочей точки теоретического профиля, соответствующая текущему фазовому углу j_i. В общем случае фазовый угол не равен профильному j_i ¹d_i.

Теоретический профиль кулачка обычно представляется в полярных координатах зависимостью r_i = f(j_i), где r_i - радиус-вектор текущей точки теоретического или центрового профиля кулачка.

Углом давления J называется угол между вектором силы , действующей на ведомое звено с ведущего, и вектором скорости точки приложения этой силы на ведомом звене (рис. 4.7).

Эта сила без учета трения направлена по общей нормали п-п к взаимодействующим поверхностям.

Ее можно разложить на две составляющие: и . Если, в силу каких-либо причин, угол давления будет увеличиваться, то будет уменьшаться, а – увеличиваться. Сила выполняет полезную работу по перемещению толкателя, сила вызывает трение в кинематических парах. С увеличением угла давления растет и сила . При достижении углов больше допустимого, возможен перекос оси толкателя в направляющей.

Угол давления в кулачковом механизме зависит от размеров кулачковой шайбы: чем она больше, тем угол давления меньше.

Для кулачкового механизма с поступательно движущимся толкателем допустимый угол давления равен: [J] = 25º÷35º.

Для кулачкового механизма с качающимся толкателем допустимый угол давления равен: [J] = 35º÷40º.