VI. Синтез кулачковых механизмов
При конструировании машин приходится подбирать тип или серию механизмов, включаемых в состав машины, исходя из тех процессов, которые должны быть воспроизведены в машине во время ее работы. В тех случаях, когда перемещение, а следовательно, скорость и ускорение ведомого звена должны изменяться по заданному закону, и особенно в тех случаях, когда ведомое звено должно временно останавливаться при непрерывном движении ведущего звена, наиболее рационально применение кулачковых механизмов.
Очертание элементов кинематической пары на кулачке называется профилем кулачка. Выбирая тот или иной закон изменения радиуса векторной кривой кулачка, можно получить самые разнообразные движения ведомого звена. Простота воспроизведения заданного закона движения ведомого звена послужила причиной широкого распространения кулачковых механизмов.
Достоинством кулачковых механизмов является простота конструкции, надежность, компактность, относительно высокий КПД, возможность движения ведомого звена по любому заданному закону с паузами, что особо ценно для автоматических устройств.
Недостатками кулачковых механизмов являются:
а) сравнительно большой износ соприкасающихся поверхностей высшей кинематической пары из-за больших удельных давлений и высоких относительных скоростей;
б) ограниченность применения при повышенных скоростях ввиду возникновения динамических нагрузок;
в) трудности при изготовлении кулачков сложного профиля.
Кулачковые механизмы разделяются на плоские и пространственные (рис. 6.1).
У плоских кулачковых механизмов все точки движутся в одной или параллельных плоскостях. Эти механизмы различают по виду движения ведомого звена, а также по элементам высшей кинематической пары.
Движение ведомого звена или ведущего звена кулачкового механизма может быть поступательным или вращательным.
Схемы кулачковых механизмов с вращающимися кулачками и поступательно движущимися кулачком показаны на рис. 6.2, а, в, д.
Рис. 6.1. Кулачковые механизмы:
а, б, в, г – плоские; д, е – пространственные
Рис. 6.2. Кулачковый механизм
а б в
Рис. 6.3. Кулачковый механизм с поступательно движущимся толкателем:
а – с центральным толкателем (ось толкателя проходит через ось вращения
кулачка); б – с центральным заостренным толкателем (ось толкателя проходит
через ось вращения кулачка; в – с внеосным толкателем
На рис. 6.2, б изображен кулачковый механизм с грибовидным толкателем, а на рис 6.2, в – кулачковый механизм с толкателем, оканчивающимся роликом, что резко уменьшает трение при работе механизма. Ось движения толкателя проходит здесь через центр вращения кулачка, такой механизм называется центральным.
На рис. 6.2, г показан кулачковый механизм со смещением, т.е. ось толкателя смещена относительно центра вращения кулачка. Иногда конец толкателя оканчивается плоскостью (рис. 6.2, д). Если ведомое звено должно совершать качательное движение, то возможно построение кулачковых механизмов, где толкатель заменен рычагом или коромыс-
| лом (рис 6.2, е). Постоянное соприкосновение элементов высшей кинематической пары может обеспечиваться устройством пазовых кулачков с двусторонней связью. Эту задачу также можно решить, если поставить пружину на толкатель, такой способ называется силовым замыканием (рис. 6.2, е). Кулачковый механизм с поступательно движущимся толкателем представлен на рис. 6.3. Кулачковый механизм с возвратно-вращающимся толкателем представлен на рис. 6.4, где звено 2 (толкатель) совершает возвратно-вращающееся движение с центром вращения в точке О 2. | 
Рис. 6.4. Кулачковый механизм с возвратно-вращающимся толкателем
|