Узлы и механизмы полиграфического оборудования. Зубчатые механизмы. Прочностные расчеты зубчатых передач, страница 27

Кулачковые механизмы, предназначенные для преобразования вращательного движения кулачка в возвратно-поступательное движение толкателя, бывают центральные и смещенные, или дезаксиальные. Центральным называют такой кулачковый механизм, у которого линия действия вектора скорости толкателя проходит через центр вращения кулачка. Если же линия действия скорости толкателя проходит на некотором расстоянии е от оси вращения кулачка (рис. 7.5, в, д), то механизм называется смещенным; смещение е принято называть эксцентриситетом механизма.

Пространственные кулачковые механизмы. Наибольшее применение они нашли в счетно-решающих устройствах и машинах-автоматах. На рис. 7.5, е приведена схема коноидного механизма с толкателем, который имеет две степени свободы: перемещение s толкателя 1 является функцией двух независимых переменных φ и x (φ - угол поворота коноида 4).

Основным достоинством кулачковых механизмов является возможность с их помощью воспроизвести широкий класс законов движения, удовлетворяющих определенным условиям, в том числе движение с остановками. Кулачковые механизмы просты по конструкции и имеют сравнительно высокий кпд.

К недостаткам кулачковых механизмов относятся: большие давления в месте контакта высшей пары, из‑за чего механизм может передавать лишь сравнительно малые усилия; большие динамические нагрузки при больших скоростях; высокая трудоемкость изготовления кулачков со сложным профилем.

7.2.2 Кинематический и силовой анализ

 Расчеты кулачковых механизмов разных типов основаны на одних и тех же принципах и имеют много общего. Методика расчета рассматривается на примере плоского дискового кулачкового механизма с толкателем          (рис. 7.3, 7.5, в, д). Особенности расчета других плоских, а также пространственных кулачковых механизмов приведены в специальной литературе.

Фазы движения толкателя. График перемещения толкателя имеет в общем случае вид, представленный на рис. 7.6. При повороте кулачка на угол φ_y происходит подъем толкателя (фаза удаления). Затем во время поворота на угол φ_д толкатель останавливается – наступает фаза дальнего стояния. Следующая фаза – фаза возврата, во время которой толкатель возвращается в исходное положение (угол поворота φ_в), после чего останавливается в фазе ближнего стояния (угол поворота φ_б).

Рисунок 7.6 - График перемещения толкателя

Кинематический анализ. Определим перемещения, скорости и ускорения выходного звена по заданному закону движения входного звена и форме профиля кулачка.

Пусть, например, дан механизм (рис. 7.7), в котором кулачок очерчен кривой , где r₀ – минимальный радиус-вектор профиля кулачка; s_max ‑ наибольшее перемещение толкателя ; φ ‑ угол поворота кулачка .

Перемещение выражается функцией . Скорость и ускорение толкателя при вращении кулачка с угловой скоростью ω определяются путем дифференцирования функции  по времени t: