46

3.4.Кулачковые механизмы

3.4.1 Классификация кулачковых механизмов

Кулачковые механизмы могут воспроизводить движение ведомых звеньев по различным законам.

Простейший кулачковый механизм состоит из ведущего звена – кулачка и ведомого звена. Ведомое звено называется толкателем при его поступательном движении и коромыслом при вращательном.

Кулачковые механизмы делятся на 22 вида и разделяются по следующим признакам:

1)по назначению:

–функциональные – предназначены для реализации движения ведомого звена по определенному закону.

–операционные– для выполнения механических операций за счет перемещения ведомого звена на определенную величину в течении определенного времени и остановки на заданный промежуток.

2)По числу степеней свободы (рис.3.30):

–с одной степенью свободы 1-8;

–с двумя степенями свободы 9,10.

3)По виду движения ведущего звена:

–с вращающимися кулачками, которые по виду преобразования движения делятся:

∙вращательное в поступательное (1,3,7,8);

∙вращательное в колебательное (2,6);

–с поступательно перемещающимися кулачковыми линейками, которые по виду преобразования делятся:

∙поступательное в поступательное;

∙поступательное в качательное;

4)По форме кулачка различают:

-дисковые(1-3);

47

-кулачковые линейки(4,5) и (9);

-пазовые(6,7);

-торцевые(8);

-коноидные(10).

Коноидные кулачки в общем случае можно рассматривать как ряд дисковых кулачков с толщиной, стремящейся к нулю, расположенных на общем валу и находящихся помимо вращательного в поступательном движении вдоль этого вала.

5)По замыканию

-геометрическое (6,7). При геометрическом замыкании ролик толкателя перемещается в пазу профрезерованном в кулачке;

-силовое (1-5, 8-10).

6)Вращающиеся кулачки бывают

-аксиальными (центральными);

-дезаксиальными (смещенными).

7)По конструктивной форме толкателя (рис. 3.31):

-остроконечный(1);

-сферический(2,3);

-роликовый (4);

-плоский (5).

Рис. 3.31 Виды толкателей

Геометрическая форма наконечника влияет на трение и износ в зоне контакта кулачка и толкателя. Поэтому даже в малонагруженных передачах в следствии низкой износостойкости переходят от остроконечного к сферическому наконечнику. Сферический наконечник наиболее универсален

– используется как в плоских, так и в пространственных механизмах. Роликовый – применяют при повышенных требованиях к износостойкости и минимальному трению. Высокой износостойкостью обладает и плоский толкатель в следствии постоянного смещения точки контакта. Однако переход от остроконечной к любой другой форме связан с появлением дополнительной ошибке.

3.4.2 Конструкции кулачков

Для задания необходимой функции перемещения профиль кулачка строится графическим путем или расчетным.

При построении профиля кулачка необходимо помнить, что различают теоретический и рабочий профили. Теоретический профиль кулачка сопрягаемого с толкателем, радиус наконечника которого стремится к нулю.

48

Рабочий – профиль кулачка, по которому скользит или перекатывается толкатель со сферическим или роликовым наконечником радиусом.

Графический метод менее точен, чем расчетный при котором вычисляются координаты точек профиля по известной функции.

Дисковые кулачки обычно изготавливают в виде плоских шайб , которые крепят на оси вращения. Также изготавливают кулачки со ступицей рис 3.32.

Положение кулачка относительно оси вращения могут быть регулируемым и нерегулируемым.

Материал для изготовления кулачка выбирают с учетом требований к износоустойчивости и стоимости изготовления.

3.4.3 Конструкции толкателей

Выбор конструкции толкателя осуществляется с учетом типа его наконечника и способа замыкания.

Рис. 3.33 Конструкции толкателей Остроконечные и сферические наконечники (рис. 3.33) назначаются

для толкателей воспринимающих небольшие усилия при малых скоростях кулачков. Обработка сферических поверхностей затруднительна, поэтому в конструкции применяют шарики от подшипников.

Использование плоских и роликовых наконечников позволяет передавать большие усилия. В качестве роликов часто применяют шарикоподшипники (двухрядные самоустанавливающиеся).

Радиус ролика r должен быть меньше минимального ρmin и меньше начального радиуса теоретического профиля R0. Принимают меньшее значение r полученное из условий r≤ ρmin, r≤0,4R0.