Программные механизмы
Силы в кулачковых передачах
рис. 31.9
На рис. 31.9 показаны силы в дезаксиальной кулачковой передаче с поступательно перемещающимся толкателем. Угол b между осевой линией толкателя и радиус-вектором, проведенным через точку касания толкателя и кулачка, называют углом толкателя. В общем случае угол b — переменная величина. Угол между линией действия силы F, приложенной к толкателю, и нормалью пп к поверхности кулачка в точке касания с толкателем называют углом давления a. Угол q между направлением радиус-вектора и нормалью к поверхности кулачка или линией действия нормальной силы Fn для той же точки называется углом кулачковой передачи или углом подъема кулачка.
Из треугольника ABE (рис. 31.10) получим формулу для определения угла передачи:
tgq = dr / (rdg),
где g — Угол поворота радиус-вектора кулачка.
рис. 31.10 рис. 31.11
Треугольник ABE весьма близок к прямоугольному, причем угол ВЕА равен 90°. В этом легко убедиться, если учесть, что угол dg — бесконечно малая величина. Угол передачи может быть образован также касательной к поверхности кулачка и перпендикуляром к радиус-вектору, проведенному через точку касания. Из рис. 31.9 следует
q = a ± b
Знак минус принимают, когда точка О находится правее линии действия силы F (рис. 31.11). Для центрального кулачкового механизма
b = 0 и q = a
угол передачи в этом случае равен углу давления. Если не учитывать трения, то сила F, действующая на толкатель, вызовет нормальное давление
Fn = F / cosa
Силатрения, действующая на толкатель, равна
Fтр = f Fn
Равнодействующей сил Fn и Fтр является сила Fр. Угол между силами Fp и Fn равен углу трения j:
f = tgj ,
где f — коэффициент трения между кулачком и толкателем. Увеличение угла давления при заданной силе F вызывает увеличение нормального давления Fn ,что способствует увеличению износа и потерь от трения. Сила Fр , действующая на толкатель, преодолевает силу пружины F и сопротивления от трения в направляющей. При значительных нагрузках реакции F1 и F2 возникают у краев направляющей. Они вызывают появление сил трения
Fтрl = f1 F1 ;
Fтр2 = f1 F2 ,
где f1 — коэффициент трения между толкателем и направляющей.
Кулачковые механизмы часто используют для смыкания и размыкания контактов. Программные механизмы обеспечивают размыкание групп контактов по определённой, заранее установленной, программе по времени. Кулачок из текстолита вращается с постоянной угловой скоростью w.
Если кулачковый программный механизм совершает насколько оборотов, то программы повторяются, тогда её указывают только для одного оборота и называют циклограммой. Заштрихованные участки соответствуют периодам замыкания, по горизонтали откладывается время (t), по вертикали количество кулачков (n).