Кулачковым - называется трехзвенный
механизм с высшей кинематической парой входное звено которого называется
кулачком, а выходное - толкателем (или коромыслом). Часто для замены в высшей
паре трения скольжения трением качения и уменьшения износа, как кулачка так и
толкателя, в схему механизма включают дополнительное звено - ролик и
вращательную кинематическую пару. Подвижность в этой кинематической паре не
изменяет передаточных функций механизма и является местной подвижностью.
Кулачок - звено механизма, имеющее элемент высшей
пары в виде поверхности переменной кривизны.
Толкатель - звено кулачкового механизма, взаимодействующее с рабочей поверхностью кулачка своим
наконечником (башмаком), который может быть острым (точечный или линейный),
плоским, грибовидным и роликовым, и совершающее поступательное или вращательное
движение.
Этапы синтеза кулачкового механизма.
Первый этап синтеза - структурный. Структурная схема определяет
число звеньев механизма; число, вид и подвижность кинематических пар; число избыточных связей
и местных подвижностей. При структурном синтезе необходимо обосновать введение в схему механизма
каждой избыточной связи и местной подвижности. Определяющими условиями при выборе
структурной схемы являются: заданный вид преобразования движения, расположение осей
входного и выходного звеньев. Входное движение в механизме преобразуется в выходное, например, вращательное во вращательное, вращательное в поступательное и т.п. Если оси параллельны, то выбирается плоская схема механизма. При пересекающихся или перекрещивающихся осях необходимо использовать пространственную схему. В кинематических механизмах нагрузки малы, поэтому можно использовать толкатели с заостренным наконечником. В силовых механизмах для повышения долговечности и уменьшения износа в схему механизма вводят ролик или увеличивают приведенный радиус кривизны контактирующих поверхностей высшей пары.
Второй этап синтеза - метрический. На этом этапе определяются основные
размеры звеньев механизма, которые обеспечивают заданный закон преобразования движения в механизме или
заданную передаточную функцию. Как отмечалось выше, передаточная функция является чисто геометрической
характеристикой механизма, а, следовательно, задача метрического синтеза чисто геометрическая задача,
независящая от времени или скоростей. Основные критерии, которыми руководствуется проектировщик, при
решении задач метрического синтеза: минимизация габаритов, а , следовательно, и массы; минимизация
угла давления в вышей паре:
получение технологичной формы профиля кулачка.
Примеры кулачковых механизмов.
Кулачок плоский вращающийся с роликовыми толкателями,
совершающими возвратно-поступательное и возвратно-вращательное
движения. (силовое замыкание высшей пары)
Кулачок плоский вращающийся пазовый с роликовым толкателем,
совершающим возвратно-поступательное движение.
(геометрическое замыкание высшей пары)
Кулачок плоский продольного перемещения с толкателем,
совершающим возвратно-вращательное движение.
(силовое замыкание высшей пары)
Различные виды кулачков.
кулачок плоский продольного перемещения
кулачок криволинейный
кулачок конический
кулачок конический
кулачок цилиндрический
кулачок цилиндрический
кулачок криволинейный
кулачок плоский продольного перемещения
кулачок плоский вращающийся пазовый
кулачок плоский вращающийся
кулачок плоский вращающийся
Различные виды толкателей.
толкатель заостренный
толкатель роликовый
толкатель плоский
толкатель дуговой