Лабораторная работа: Основы проектирования в пищевой промышленности

3. Построить профиль плоского кулачка по заданному закону движения толкателя.

Теоретическая часть

Плоские трехзвенные кулачковые механизмы. Эти механизмы позволяют получать движение ведомого звена по любому заданному закону. Ведущее звено – кулачок имеет вращательное движение, а ведомое звено выполняется в виде ползуна или качающегося рычага с роликом. Кулачок имеет участки рабочего и холостого хода. Профиль участка рабочего хода кулачка определяется рабочим процессом машины. Для получения плавного движения и небольших динамических нагрузок на участке холостого хода используют законы движения ведомого звена с косинусоидальным или синусоидальным изменением ускорения. Схема дискового кулачкового механизма приведена на рис. 1.

Рис. 1. Схема кулачкового механизма

1 – ведущее звено – кулачок, 2 – ролик, 3 – исполнительный орган, 4 - пружина

При проектировании кулачковых механизмов можно использовать аналитические зависимости для ускорения, скорости и перемещения ведомого звена.

Косинусоидальный закон дает скачкообразное изменение ускорения в начале и конце хода. Для него:

;

;

.

Синусоидальный закон дает плавное изменение ускорения, но приводит к увеличению . Для него

;

;

.

Рис.2. Схемы построения профилей кулачков

При построении профиля кулачка используется метод обращения движения: кулачок условно останавливается, а стойке сообщается вращение с угловой скоростью кулачка , но в противоположном направлении.

Последовательность построения профиля (рис.2):

- на прямолинейной или дуговой траектории движения характерной точки А ведомого звена наносят последовательные положения , которые эта точка займет при повороте кулачка на равные углы ;

- наносят последовательные положения траектории точки А в обращенном движении и засечками из центра вращения кулачка находят последовательные положения точки А в обращенном движении. При центральном механизме (рис.2 а) прямые проходят через центр О;

- соединив (рис.2а, в) плавной кривой, получают теоретический профиль кулачка. Проведя из центров дуги радиусом ролика ведомого звена, получают действительный профиль кулачка. На рис. 2б действительный профиль кулачка будет огибающей прямых, проведенных через точки перпендикулярно соответственно лучам

Во избежание заклинивания необходимо чтобы угол давления между направлением скорости ведомого звена и направлением действующей на него силы не оказался слишком большим. Для кулачково-рычажных механизмов этот принимают .

Расчет и проектирование дисковых кулачков заключается в построении профиля, для чего необходимо:

- распределить функции между отдельными участками кулачка по выполнению рабочих и вспомогательных движений;

- установить размеры, определяющие положение кривых профиля в плоскости кулачка.

Требования к профилю кулачков:

- обеспечение равномерного движения исполнительных механизмов в процессе выполнения цикла;

- быстрый подвод и отвод исполнительных механизмов;