Читайте также:
|
|
Углом давления в кулачковом механизме называется угол между силой, действующей со стороны кулачка на толкатель, и абсолютной скоростью толкателя (или скоростью центра ролика). Так как сила действия кулачка на толкатель направлена вдоль нормали в точке контакта толкателя и кулачка, то угол давления
измеряется между осью толкателя, вдоль которой направлена его скорость
, и указанной нормалью (рис. 9.12).
|
Выясним, как влияет угол давления на возможность передачи усилий кулачковым механизмом.
Вследствие зазоров в поступательной кинематической паре под действием силы происходит перекос толкателя в направляющих, в результате которого толкатель прижимается к правой верхней точке A и левой нижней точке B направляющих. В этих точках появляется реакция
, действующая перпендикулярно направляющим справа налево, и реакция
, действующая слева направо также перпендикулярно направляющим. Под действием этих реакций в точках A и B возникают силы трения
и
, действующие навстречу движению толкателя, то есть в данном случае вниз. Под действием всех этих сил толкатель находится в равновесии.
Сначала необходимо определить реакции и
и силы трения
и
. Составим уравнение равновесия толкателя в форме моментов сил относительно точки B:
, где
– длина направляющих,
– вылет толкателя (расстояние от нижнего края направляющих до центра ролика. Из уравнения находим
. Сила трения в точке A
(здесь
– коэффициент трения в направляющих).
Далее, составляем уравнение равновесия в форме моментов сил, действующих на толкатель, относительно точки A: , из которого определяем
. Сила трения в точке B получится, как
.
Записываем уравнение равновесия в форме суммы сил, действующих на толкатель в вертикальном направлении. При этом считаем положительными силы, помогающие движению толкателя, и отрицательными – препятствующие движению. Получаем . Подставляя сюда выражения для сил трения, находим
.
Решение данного уравнения относительно даёт следующее выражение
.
После преобразования суммы в скобках можно записать
.
При определённом соотношении величин, стоящих в знаменателе, он может обратиться в ноль, то есть будет иметь место равенство
.
Тогда движущая сила становится равной бесконечности. Это означает, что под действием такой силы движение толкателя невозможно, то есть происходит заклинивание механизма. Угол давления
, при котором имеет место такое явление, называется критическим углом давления
.
Заменив в последнем равенстве на
, можно записать
.
Вылет толкателя можно выразить с учётом конструктивных элементов механизма согласно рис. 9.12:
, где
можно записать через радиус основной окружности теоретического профиля
и эксцентриситет
, то есть
,
– расстояние между нижней плоскостью направляющих и центром кулачка O,
– текущее значение перемещения толкателя. С учётом этого
.
Из полученного выражения видно, что, чем меньше его правая часть, тем больше критический угол давления. При большем значении критического угла давления механизм имеет больший диапазон возможностей с точки зрения отсутствия заклинивания. Это возможно, в свою очередь:
– при уменьшении коэффициента трения ;
– при увеличении длины направляющих ;
– при уменьшении ;
– при увеличении радиуса кулачка и эксцентриситета
(увеличении
).
Что касается перемещения толкателя , то оно является переменной величиной, принимающей значения от нуля до
. С изменением величины перемещения изменяется критический угол давления. Наиболее опасным для заклинивания является нулевое значение
, которое имеет место в начале фазы удаления.
При проектировании кулачкового механизма используется так называемый допустимый угол давления , существенно меньший критического. В фазе удаления допустимый угол давления составляет величину
в схеме с поступательно движущимся толкателем и
в схеме с качающимся толкателем. В фазе приближения
для обеих схем.
Дата добавления: 2015-07-26; просмотров: 86 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
Понятие об ударах в кулачковых механизмах | | | Характеристиками механизма |