Материал: Бурлака, Кучеренко, Мазоренко, Тищенко, Основы теории механизмов и машин

Скачать

Заказать новую работу

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

 

Раздел 7. Синтез кулачковых механизмов.

255

 

ЛЕКЦІЯ 14

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

7.

Синтез кулачковых механизмов.

 

7.1.

Назначение и классификация

плоских

 

кулачковых механизмов.

 

7.2.

Фазовая диаграмма кулачкового механизма.

7.3.

Исходные данные, необходимые для синтеза

 

кулачкового механизма.

 

7.3.Законы движения выходного звена.

7.1.Назначение и классификация плоских кулачковых механизмов

Для выполнения рабочего процесса в составе машины часто необходимо иметь устройства, движение выходных звеньев которых должно осуществляться строго по заданному закону и быть согласованным с движением других механизмов машины. Наиболее простыми, надежными и компактными для выполнения такой задачи являются кулачковые механизмы, которые позволяют реализовать практически любой закон движения выходного звена, включая и периодическую его остановку, при непрерывном движении входного звена.

Кулачковые механизмы применяются в двигателях внутреннего сгорания для привода клапанов системы газораспределения, в текстильных машинах, в машинахавтоматах и т.д.

Кулачковым называют механизм, подвижное звено которого (кулачок 1), имеющее рабочую поверхность переменной кривизны, взаимодействует с другим подвижным звеном (толкателем 2), образуя высшую кинематическую пару А (рис. 7.1, 7.4).

256

Лекция 14

Рассмотрим работу кулачкового механизма в газораспределительной системе двигателя внутреннего сгорания, показанного на рис. 7.1,а.

Этот механизм служит для открытия и закрытия клапанов, что позволяет наполнять цилиндры двигателя горючей смесью (или воздухом), выпускать отработанные газы и изолировать камеру сгорания от окружающей среды во время тактов сжатия и рабочего хода.

Рабочий процесс такого механизма состоит в том, что бы при вращении кулачка 1 в течение некоторого угла его поворота клапан 3 был открыт (приподнят), а в течение остальной части оборота – закрыт. При открытом клапане пространства I и II сообщаются, и из пространства I в пространство II поступает смесь паров бензина с воздухом (если клапан впускной), или продукты сгорания из пространства II выпускаются в атмосферу через пространство I (если клапан выпускной).

II

 

3

 

I

 

4

В

2

 

2

А

1

О

 

1

 

а)

б)

Рис. 7.1.

 

Профиль кулачка 1 должен обеспечивать не только подъем и посадку клапана 3 на седло в строго определенные моменты времени, но и заданную высоту его подъема. Кроме этого, профиль кулачка должен обеспечивать, по возможности, безударное движение деталей механизма во избежание быстрого изнашивания поверхностей соприкосновения клапана с седлом и толкателя 2 с кулачком 1.

Раздел 7. Синтез кулачковых механизмов.

257

Все кулачковые механизмы могут быть разделены на две основные группы: плоские (рис. 7.1,а), у которых все точки звеньев движутся в одной или нескольких параллельных плоскостях, и пространственные (рис. 7.2).

 

 

В

пространственных

 

2

кулачковых

механизмах

 

кулачек 1 (рис. 7.2) имеет

 

 

2

3

форму цилиндра с пазом, по

которому

 

перемещается

 

1

ролик выходного звена 2.

 

В

плоских

кулачко-

1

 

вых механизмах

ведущее

 

 

звено (кулачок 1) может

 

 

совершать

 

вращательное

Рис. 7.2.

Рис. 7.3.

(рис.7.1,а)

 

или

поступа-

тельное (рис.7.3) движение.

 

 

Ниже рассматриваются только плоские кулачковые механизмы с вращающимся кулачком, как получившие наибольшее распространение в технике.

Плоские кулачковые механизмы с вращающимся кулачком делятся на две группы.

Первая группа механизмов (рис. 7.1,а, 7.4,а и 7.4,в)

преобразует вращательное движение кулачка 1 в возвратно поступательное движение выходного звена 2, которое

 

2

 

 

 

2

В

2

В

2

3

3

1

1 А

1

1

А

 

О

 

 

О

а)

б)

в)

 

г)

Рис. 7.4.

258

Лекция 14

называют толкателем.

Вторая группа механизмов (рис. 7.5,а и 7.5,в)

преобразует вращательное движение кулачка 1 в колебательное движение выходного звена 2, которое в этом случае называют качающимся толкателем или

коромыслом.

3

2

3

2

 

 

 

1

 

 

1

В

 

 

 

А

 

 

 

О

2

2

 

1

В

 

А

 

О

 

1

а)

б)

в)

г)

Рис. 7.5.

Та часть выходного звена (толкателя), поверхность которой вступает в контакт с рабочей поверхностью кулачка получила название башмака. Учитывая, что эта поверхность воспринимает усилие от кулачка и подвержена износу, то для его уменьшения используют башмаки различной конструкции. Наибольшее применение получили: роликовые (рис. 7.4,а, рис. 7.5,а); тарельчатые (рис. 7.1,а, рис 7.5,в) и остроконечные (рис. 7.4,в) со сферой малого радиуса (так как конец толкателя не может быть выполнен абсолютно острым).

При остроконечном башмаке (со сферой малого радиуса) контакт между рабочими поверхностями кулачка и башмака теоретически осуществляется в точке (рис. 7.4,в, 7.4,г). В результате упругой деформации звеньев, контакт между рабочими поверхностями в действительности происходит по небольшой площади вокруг точки теоретического контакта. Поэтому, в силу малости поверхности контакта такие башмаки используются в кулачковых механизмах, которые

Раздел 7. Синтез кулачковых механизмов.

259

работают при небольших нагрузках. Кроме того, наличие трения скольжения между поверхностями кулачок-башмак не допускает больших угловых скоростей вращения кулачка, поскольку не обеспечивают износостойкость рабочих поверхностей в кинематической паре А.

Опорная (рабочая) поверхность тарельчатых башмаков может быть плоской (рис. 7.6,а), сферической (рис. 7.6,б) или цилиндрической (рис. 7.5,в).

Опорная поверхность

а) б)

Рис. 7.6.

2

1

Рис. 7.7.

Тарельчатые башмаки имеет более высокую несущую способность по сравнению с остроконечным, поскольку теоретически контакт между рабочими поверхностями кулачка и башмака происходит по линии, а практически по площади вокруг линии теоретического контакта, но в силу трения скольжения в кинематической паре кулачок-башмак они также не обеспечивают износостойкость рабочих поверхностей.

Для равномерного износа рабочей поверхности тарельчатого башмака толкатель 2 (рис. 7.7) при вращении кулачка 1 должен вращаться вокруг своей оси. Для этого ось толкателя 2 смещают в осевом направлении кулачкового вала на расстояние .

Смещение выбирают таким, чтобы суммарная сила трения на рабочей поверхности башмака была смещена относительно оси толкателя. Тогда при вращении кулачка 1 толкатель 2 кроме возвратно поступательного

Источник: https://studfile.net/preview/16461242/

Смотрите также:

_3 тема - Диффузия
00601
01. Концепция БД
02_ЛР
02. РСЧС_ВСМК_Таблица
05. Частная патология ССС - Инфаркт миокарда
0501 Конунников ЛР10-3
06-20-DatabasesGenomEvolution
07
07-20-FunctionGenomApplic-Metagenom