i= ω1/ω2==Т2/(Т1*η)=n1/n2=Z2/Z1
Z1 – число зубьев ведущей звёздочки
Z2 – число зубьев ведомой звёздочки
Механизм, который содержит кинематическую пару 4-го класса называют кулачковым.
Состоит: из ведущего звена кулачка и ведомого звена толкателя.
Превосходства: компактность передачи, обеспечение почти любого звена движения почти……, плавность, бесшумность.
Недостатки:
Повышенный износ рабочей поверхности, возможность заклинивания, необходимость обеспечения постоянного контакта.
В зависимости от характера движения ведущего и ведомого звеньев различают кулачковые механизмы:
1. С вращательным движением кулачка и постоянным толкателя.
2. С вращательным движением кулачка и качательным толкателя (коромысловый).
3. С постоянным движением ведущего и ведомого звеньев.
4. С вращательным движением кулачка и качательным движением толкателя (цилиндровые).
В точке контакта кулачка и толкателя присутствует износ рабочей поверхности, чтобы уменьшить износ рабочую поверхность толкателя с острым наконечником заменяется на толкатель с роликом.
Трение скольжение заменяется трением качения. Износ понижается, кпд повышается.
Поверхность контакта должна быть постоянной, это обеспечивается силовым или геометрическим замещением. Силовое замещение обеспечивается пружинами, силами тяжести и т.д.
В качестве геометрического замещения принимают пазы на кулачках.
Недостаток: Трудность изготовления пазов.
Если ось толкателя совпадает с осью вращения кулачка, то механизм называется центральным.
Если ось толкателя смещается от оси вращения кулачка на величину l, то механизм называется нецентральным.
Основные фазы поворота угла кулачка
ty= Φy*ω; tδ= Φδ* ω;
Φy - Фаза удаления толкателя, угол поворота кулачка при подъёме толкателя, этой фазе соответствует: ty- время в течении которого толкатель поднимается в верхнее положение.
Φδ - Угол поворота кулачка или фаза дальнего стояния, этому углу поворота соответствует: tδ - время дальнего стояния (в течении которого кулачёк останавливается).
Φв - Фаза возврата, соответствует tв.
Φн - Фаза нижнего стояния, соответствует tн(tн= Φн* ω).
В некоторых кулачках отсутствуют фазы верхнего или нижнего стояния.
Φр= Φy+Φδ+Φв - рабочий угол;
1. З-ы равномерного движения толкателя.
При равномерном движении толкателя скорость постоянна, но ва и в изменяются мгновенно.
Ускорение = 0, а в точках а и в равно бесконечности фактически из-за того, что звенья обладают упругостью, ускорения в точках а и в максимальны(до n<50 об/мин).
Большие ускорения в точках а и в вызывают жёсткие удары. Это применяется в тихоходных механизмах.
2. З-ы равнопеременного движения.
На участке подъёма ускорение постоянно, но в а, в, с изменяются мгновенно; в работе механизма будут наблюдаться мягкие удары(при n<200 об/мин).
3. З-ы движения с плавно изменяющимся ускорением.
В этом случае кулачковые механизмы работают плавно, мягко, без ударов. График ускорения на участке подъёма выражается косинусом или синусом.
Fн - сила нормального давления.
Fнс – сила полного сопротивления.
Fн’- препятствует движению толкателя.
N - Сила нормального давления.
Сила полного сопротивления преодолевает силу трения, силу действия пружины. Если сила сопротивления будет меньше всех сил действующих со стороны толкателя, то в механизме может произойти заклинивание.
300>=α - угол давления. Расположенный м/д Fн и Fнс.
600<γ=(90 - α) – угол передачи.
Кинематический синтез кулачкового двигателя.
Задачей создание кулачкового механизма является определение профиля кулачка, при этом необходимо знать:
1. фазу огибаемой кривой, т.е. профиль ведущего звена.
2. з-н движения ведомого звена.
3. з-н движения ведущего звена
4. дополнительные условия:
- угол давления.
- взаимное положение кулачка и толкателя.
- конструктивные особенности механизма.
З-н движения ведущего звена обычно задаётся в виде угловой скорости постоянной по величине. З-н движения ведомого звена принимается в зависимости от назначения кулачков, т.е. от технического процесса использования механизма. З-н может быть задан функцией перемещения, скорости, ускорения в зависимости от угла поворота или времени.
Чем больше минимальный радиус кулачка тем больше габариты, но тогда исключается заклинивание. После определения минимального радиуса строят профиль кулачка. При построении профиля кулачка применяют метод обратного движения, которое заключается в следующем: всему механизму придаётся угловая скорость равная, но противоположная скорости вращения кулачка, при этом кулачёк рассматривается неподвижным, а толкатель перемещается.
Чтобы определить практически, профиль кулачка задаётся радиусом ролика.
Зубчатые механизмы и их классификация
Превосходства: компактность, надёжность, постоянство передаточного числа, большая нагрузная способность, простота обслуживания, меньше давления на валы и опоры.
Недостатки: высокие требования к точности изготовления, шум при работе на больших скоростях.
Запчасти изготовляют с внешним и внутренним зацеплением, для преобразования вращения движения в постоянное применяют реечное зацепление.
Передачи классифицируют:
1. по распределению осей:
- передачи параллельны – передача цилиндрическая;
- оси перемещаются – передача коническая;
- оси перемещаются – передача червячная и винтовая.
2. по направлению зубьев:
- передачи с прямым зубом;
- передачи с косым зубом;
- передачи с косым зубом;
3. по форме профиля зуба:
- передача с эвальвентным профилем;
- с циклоидальным;
- зацепление Новикова;
Основные законы зацепления
(Теорема Виллиса).
Взаимоогибаемые кривые могут быть любые, но параллельно они не могут быть выбраны. Найдём условие которое должно отвечать взаимоогибаемым кривым.
Рассмотри трёхзвенный механизм с заданным перемещением относительным и угловыми скоростями.
i=ω1/ ω2=(P0O2)/(P0O1);
Р0 – мгновенный центр скорости … . Точка находится на линии центров.
V1-2 – относительная скорость.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.