ЛЕКЦИЯ 10
КУЛАЧКОВЫЕ МЕХАНИЗМЫ
Простейший кулачковый механизм –трехзвенный, состоящий из кулачка, толкателя и стойки; ведущим его звеном чаще всего бывает кулачок
Кулачковый механизм представляет собой механизм, высшая пара которого образована звеньями, называемыми – кулачок и толкатель. Они различаются формой своих элементов. Форма элемента толкателя может быть принята произвольной, а форму элемента кулачка выбирают такой, чтобы при заданном элементе толкателя обеспечить требуемый закон движения ведомого звена..
Кулачковые механизмы бывают как плоскими, так и пространственными (. В различных вариантах механизмов кулачку сообщают либо вращательное движение, которое может быть как непрерывным одного направления, так и возвратным), либо возвратно-прямолинейное движение, а иногда и то и другое одновременно. В плоских механизмах вращающиеся кулачки называют дисковыми, а прямолинейно-движущиеся плоскими. Элементами этих вариантов кулачков в высшей паре служат цилиндрические поверхности.
При работе механизма его толкатель2 получает либо возвратно-прямолинейное либо возвратновращательное движение. В последнем случае толкатель называется коромысловым. Элемент толкателя2 (для высшей пары) чаще всего выполняют в виде круглого цилиндра или сферы и плоскости.
Из пространственных очень распространены механизмы с вращающимися цилиндрическими кулачками коноидами которым сообщается одновременно и вращательное, и возвратнопрямолинейное движение вдоль оси вращения. Элементом звена высшей пары цилиндрического кулачка является винтовая поверхность с переменным шагом, а коноида – его боковая поверхность.
В большинстве кулачковых механизмов имеет место силовое замыкание высшей пары посредством пружины 4, прижимающей толкатель к кулачку. Важно для противодействия силам инерции для быстровращающихся кулачков. Реже встречаются механизмы сгеометрически замкнутыми высшими парами, как, например, с пазовым кулачком.
Закон движения толкателя зависит исключительно от формы элементов кулачка и толкателя (ролика). Соответствующий подбор формы элемента кулачка позволяет реализовать практически почти любой требуемый закон движения толкателя.
Достоинства кулачковых механизмов:
- возможность воспроизведения сложных законов движения выходного звена простыми средствами;
- малое количество деталей (кулачок и толкатель), что обеспечивает малую металлоемкость
Недостатки:
- сложность обеспечения профиля кулачка (требуется специальное оборудование)
- повышенные удельные давления в связи с наличием ВКП,
- Наличие трения скольжения между деталями
ПРОЕКТИРОВАНИЕ КУЛАЧКОВЫХ МЕХАНИЗМОВ
Порядок проектирования:
- изучить ТЗ и сформулировать постановку задачи (три закона конструирования: инженерное обоснование, техническая возможность, экономическая целесообразность)
- ознакомиться с существующими конструкциями кулачковых механизмов по технической литературе и патентам
- выбрать закон движения толкателя
- определить метод решения (аналитический, графоаналитический)
- обосновать выбор кривой профиля кулачка (быстрый, медленный)
- выпустить НТД
В процессе движения звенья кулачкового механизма скользят одно по другому, что вызывает их износ.
Центральным называется такой кулачковый механизм, у которого линия перемещения острия или центра ролика толкателя пересекает ось вращения кулачка Если эта линия перемещения толкателя проходит на некотором расстоянии е от оси вращения кулачка, то механизм называется смещенным.
При синтезе кулачковых механизмов основной задачей является построение профиля кулачка, при котором обеспечивается заданное движение толкателя;.
Возможные профили дисковых кулачков.
Зависят от технологических возможностей оборудования
Для такого закона движения профиль представляет Архимедову спираль.
