Проекция силы на ось Уравнения равновесия плоской системы сходящихся сил Способ сравнения деформаций Элементы кинематики Кинематические пары и цепи Понятие о трении Основные понятия сопративления материалов Расчеты на срез и смятие

Теоретическая механика, сопромат. Курс лекций и примеры решения задач

Кулачковые механизмы

Кулачковые механизмы применяют в тех случаях, когда перемещение, скорость и ускорение ведомого звена должны изменяться по заранее заданному закону, в частности, когда ведомоэ звено должно периодически останавливаться при непрерывном движении ведущего звена.

Чаще всего кулачковый механизм состоит из трех звеньев (рис. 1, а): кулачка 1, толкателя 2 и стойки 3. На рис. 1, б представлен четырехзвенный кулачковый механизм (четвертое звено — ролик 4).

рис. 1

Кулачковые механизмы подразделяются на плоские и пространственные. Плоскими называют такие кулачковые механизмы, у которых кулачок и толкатель перемещаются в одной или параллельных плоскостях; пространственными — такие, у которых кулачок и толкатель перемещаются в непараллельных плоскостях. Закон сохранения полной механической энергии. Полной механической энергией материальной точки называется сумма её кинетической E, и потенциальной энергии П, а полной Е = Т + П.

На рис. 2 представлена схема пространственного цилиндрического кулачкового механизма с профильным пазом на боковой поверхности.

рис. 2

Для увеличения стойкости кулачки изготовляют из высококачественной стали с рабочей поверхностью высокой твердости. С целью уменьшения трения и износа на толкателе устанавливают ролик, который вращается на оси и катится без скольжения по рабочей поверхности кулачка (рис. 1, б).

Кроме износа звеньев недостатком кулачковых механизмов является необходимость обеспечивать постоянное соприкосновение (замыкание) между звеньями. В процессе работы кулачкового механизма могут возникать большие усилия, главным образом инерционные, направленные на отрыв рабочей поверхности толкателя от кулачка. Для восприятия этих усилий применяется либо геометрическое (кинематическое), либо силовое замыкание кинематической цепи.

Геометрическое (кинематическое) замыкание применено в представленном на рис. 2 и 3 механизме о пазовым кулачком. Толкатель движется поступательно. При вращении кулачка ролик толкателя соприкасается с боковыми сторонами паза, прорезанного на кулачке. Паз создает два рабочих профиля кулачка, которые перемещают ролик толкателя в обоих направлениях.

рис. 3

При силовом замыкании толкатель во всех положениях прижат к кулачку с силой, которая больше силы, стремящейся оторвать толкатель от кулачка. Замыкающая сила в подавляющем большинстве случаев создается пружиной (см. рис. 1).

К числу недостатков кулачковых механизмов следует отнести сложность изготовления профиля кулачка, от которого требуется большая точность.

В тех случаях, когда толкатель должен перемещаться с периодическими остановками, участки профиля кулачка, соответствующие этим периодам, должны быть очерчены дугами окружности, проведенными из центра вращения кулачка.

 Момент инерции тела относительно какой-либо оси равен моменту инерции относительно параллельной оси, проходящей через центр масс тела, плюс произведение массы тела на квадрат расстояния между этими осями.

Из теоремы следует, что наименьший момент инерции - это момент инерции относительно оси, проходящей через центр масс.

В заключение рассмотрим, в чем проявляется влияние введенных характеристик распределения масс на частном примере вращения стержня с двумя одинаковыми шарами (см. рис. 3.7)

 

 Рис 3.7 Влияние моментов инерции на динамические реакции

Если , то центр масс системы не лежит на оси z и при вращении появится постоянное по величине давление на подшипники; если h1 = h2 , то этих давлений не будет. Если шары раздвинуть, сохраняя h1 = h2 , положение центра масс не изменится, но увеличится  Jz и при прочих равных условиях вращение будет происходить медленнее. Если стержень сделать наклонным по отношению к оси z (сохраняя h1 = h2 ), то ни положение центра масс ни осевой момент инерции Jz не изменятся, но центробежный момент инерции  Jyz уже не будет равен нулю, а ось z не будет главной; в результате при вращении появятся «биения оси » - переменные по величине давления на подшипники, приводящее к их быстрому износу.

Храповые механизмы Прерывистое движение в одну сторону чаще всего осуществляется при помощи храповых и мальтийских механизмов.

Фрикционные передачи Назначение и особенности фрикционных передач

Кинематические соотношенияво фрикционных передачах


Понятие о деформации и упругом теле