2 Геометрический синтез профиля кулачка.
2.1.1 Построить диаграмму перемещения толкателя в функции угла поворота кулачка.
2.1.2 Построить профиль кулачка.
Исходными данными для построения профиля являются : тип кулачкового механизма, диаграмма перемещения толкателя в функции угла поворота кулачка, величины фазовых углов : угла удаления (φ°y), дальнего стояния (φ°д), возврата (φ°в); ход (h, мм ) толкателя , минимальный радиус (r0, мм) кулачка.
Рис . 2 Картина зацепления
Пример. Построить профиль кулачка по диаграмме перемещения толкателя, если φy = 100°, φд = 90°, φв = 120°, h = 40 мм принимаем условно, что r0 = h.
2.2.1 Откладываем на горизонтальной оси φ фазовые углы кулачка, приняв масштаб: μφ = 1 град/мм – один градус поворота равен одному мм на оси φ, т.е. угол поворота φy = 100° изображаем отрезком 100 мм, и т.д.
2.2.2 Делим отрезки , соответствующие углам удаления и возврата на восемь равных частей каждый.
2.2.3 В точках 8 и 9 восстанавливаем ординаты, равные ходу (h) толкателя, в нашем случае 40 мм.
2.2.4 В точках 4 и 13 откладываем ординаты, равные половине хода (h/2 ) толкателя, в нашем случае 20 мм.
2.2.5 Строим диаграмму перемещения толкателя в виде произвольной кривой, отвечающей следующим требованиям:
• На участках 0 - 4 и 13 - 17 кривая должна быть вогнутой;
• На участках 4 – 8 и 9 - 13 кривая должна быть выпуклой;
• Точки 4 и 13 - точки перегиба;
• На участке 8 – 9 кривая параллельна оси φ.
Рис.3 Диаграмма перемещения толкателя в функции угла поворота кулачка.
Полученная диаграмма показывает, что на участке, соответствующем углу удаления φy, толкатель поднимается вверх, достигая максимума ( хода, равного h ) в точке 8. На участке, соответствующем углу дальнего стояния φд, толкатель неподвижен, он остается на расстоянии равном ходу толкателя до точки 9. На участке, соответствующем углу возврата φв, толкатель возвращается в исходное положение.
Эта диаграмма является основой для построения профиля кулачка, который должен обеспечить закон перемещения толкателя, представленного этой диаграммой.
2.3 Построение профиля кулачка.
2.3.1 Строим окружность радиуса r0 = h ( в нашем случае r0 = 40 мм.) ( рис.4) с центром в точке О1.
2.3.2 В направлении , обратном вращению кулачка ,откладываем фазовые углы φy ( в нашем случае φy = 100°, φд = 90° и φв = 120° . Углы откладываем, используя транспортир.
2.3.3 Делим углы удаления (φу) и возврата (φв) на восемь равных частей каждый и проводим через полученные точки радиальные прямые 01-1, 01-2, 01-3 ... 01-17.
2.3.4 Начиная от окружности радиуса r0 , на соответствующих радиальных прямых 01-1, 01-2, 01-3 ... 01-17 откладываем отрезки 1-1, 2-2, 3-3, . . . 16-16 , измеренные на диаграмме перемещения толкателя ( рис. 4 ). На участке, соответствующем фазовому углу (φу) , эти отрезки возрастают, на участке, соответствующем фазовому углу (φд) , они постоянны и на участке (φв) они уменьшаются.
2.3.5 Соединяя концы этих отрезков плавной кривой, получаем профиль кулачка ( 1 ).
2.3.6 Для построения толкателя необходимо выбрать радиус ролика, которым толкатель касается кулачка. Радиус ролика r выбирается произвольно, но должно выполняться условие r < 0.4 r0 , в нашем случае r = 10 мм.
2.3.7 Строим окружность ролика, касающуюся профиля кулачка в нулевой точке. Из центра ролика строим толкатель ( 2 ), который перемещается поступательно в направляющих ( А ). Расстояние от верхней части ролика до направляющих должно быть больше h.
Рис. 4 Построение профиля кулачка
