로커 암이 있는 캠 메커니즘 설계. 캠 메커니즘의 주요 치수 결정

캠 메커니즘의 주요 치수는 운동학적, 동적 및 건설적정황. 운동학조건은 메커니즘이 주어진 운동 법칙을 재현해야 한다는 사실에 의해 결정됩니다. 동적조건은 매우 다양하지만 가장 중요한 것은 메커니즘의 효율성이 높다는 것입니다. 건설적인요구 사항은 메커니즘의 개별 부품의 충분한 강도 조건-접촉 운동 쌍의 내마모성-에서 결정됩니다. 설계된 메커니즘은 가장 작은 치수를 가져야 합니다.

그림 6.4. 점진적으로 움직이는 푸셔가 있는 캠 메커니즘의 동력 분석.

그림 6.5. 캠 메커니즘의 압력각 연구

무화과. 6.4는 팁으로 끝나는 푸셔 2가 있는 캠 메커니즘을 보여줍니다. 더 높은 운동학적 쌍에서 마찰을 무시하면 캠 1의 측면에서 푸셔 2에 작용하는 힘. 캠 1의 프로파일에 대한 법선 n-n에 의해 형성된 각도 법선 n-n에 의해 형성된 각도 및 푸셔 2의 이동 방향은 압력각그리고 각도는 전송 각도.푸셔 2(그림 10.5)의 균형을 고려하고 모든 힘을 해당 지점으로 가져오면 푸셔는 유용한 저항을 고려하여 추진력, 감소된 저항력 T의 작용을 받게 됩니다. 스프링력, 관성력 및 감소된 마찰력 F. 푸셔 2에 작용하는 평형 방정식 힘으로부터 우리는

감소된 마찰력 T는

가이드의 마찰 계수는 어디에 있습니까?

가이드 길이;

푸셔의 출발.

그런 다음 힘 균형 방정식에서 마찰력이 다음과 같다는 것을 얻습니다.

상부 쌍과 캠 샤프트 베어링의 마찰을 고려하지 않은 메커니즘의 순간 효율은 공식에 의해 결정될 수 있습니다.

푸셔의 이탈 k 값은 (그림 6.5)

여기서 b는 푸셔(2)의 지지점 N에서 캠의 회전축 A까지의 일정한 거리입니다.

캠 1의 가장 작은 반지름 벡터

푸셔 운동 2.

무화과에서. 6.5 우리는 얻는다

방정식 (6.7)에서 우리는

그러면 효율성은 다음과 같을 것입니다.

등식(6.9)에서 압력각이 증가함에 따라 효율이 감소합니다. 힘(그림 6.5)이 다음과 같은 경우 캠 메커니즘이 걸릴 수 있습니다. 효율이 0이면 재밍이 발생합니다. 그런 다음 평등 (6.9)에서 우리는 얻습니다

메커니즘이 막히는 임계 각도이며 이 각도에 해당하는 속도의 아날로그입니다.

그런 다음 임계 압력각에 대해 다음을 갖게 됩니다.

등식(6.10)에서 임계 압력각은 거리가 증가함에 따라 감소합니다. 메커니즘의 크기가 증가했습니다. 대략 임계각에 해당하는 속도의 아날로그 값이이 아날로그의 최대 값과 같다고 가정 할 수 있습니다.

그런 다음 메커니즘의 치수와 푸셔의 운동 법칙이 주어지면 임계 압력 각도 값을 결정할 수 있습니다. 메커니즘의 끼임 현상은 일반적으로 유용한 저항, 푸셔의 관성력 및 스프링력을 극복하는 것과 일치하는 리프팅 단계에서만 발생한다는 점을 염두에 두어야 합니다. 일부 감소된 저항력 T가 극복될 때(그림 6.5). 하강 단계에서는 재밍 현상이 발생하지 않습니다.

설계 중에 메커니즘이 끼일 가능성을 제거하기 위해 메커니즘의 모든 위치에서 압력각이 임계각보다 작은 조건이 설정됩니다. 최대 허용 압력각을 로 표시하면 이 각도는 항상 다음 조건을 만족해야 합니다.

실제로 점진적으로 움직이는 푸셔가 있는 캠 메커니즘의 압력각은 다음과 같습니다.

걸림 가능성이 적은 회전식 로커 캠의 경우 최대 압력각은 다음과 같습니다.

캠 기어를 설계할 때 압력각이 아니라 전달각을 고려하는 것이 가능합니다. 이 각도는 다음 조건을 충족해야 합니다.

6.4. 캠 메커니즘의 기본 매개변수를 통한 압력각 결정

압력각은 캠 메커니즘의 기본 매개변수로 표현될 수 있습니다. 이렇게 하려면 점진적으로 움직이는 푸셔 2가 있는 캠 메커니즘(그림 6.4)을 고려하십시오. t에 법선을 그리고 링크 1과 2의 상대 운동에서 순간 회전 중심을 찾으십시오.

평등 (6.13)에서 선택한 운동 및 크기 법칙에 따라 캠의 치수는 반경에 의해 결정됩니다. 우리는 더 작은 압력 각도를 얻습니다. 그러나 캠 메커니즘의 더 큰 치수.

반대로 감소하면 압력각이 증가하고 메커니즘의 효율성이 감소합니다. 메커니즘 (그림 6.5)에서 푸셔의 이동축이 캠의 회전축을 통과하면 평등 (6.13)은 다음과 같은 형식을 취합니다.

캠의 측면에서 푸셔에 작용하여 캠을 움직이게 하는 힘은 푸셔와 접촉하는 지점에서 캠의 법선을 따라 전달됩니다. 따라서 일반적인 경우 푸셔의 이동 방향에 대해 비스듬히 향합니다 (그림 46).

그림 46

푸셔에 작용하는 힘과 푸셔의 이동 방향 사이의 각도를 호출합니다. 압력각(α로 표시), 작용하는 힘과 푸셔의 이동 방향에 수직인 방향 사이의 각도를 라 한다. 전송 각도(γ로 표시). 요컨대 이러한 각도는 90 0 와 같은 각도를 구성하므로 메커니즘의 조작성을 고려할 때 힘 전달 방향을 고려하여 어느 각도로든 조작할 수 있습니다.

운동 전달 각도가 감소하면 작용력의 구동 구성 요소가 감소합니다 (푸셔의 이동 방향과 일치하는 구성 요소). 동시에 가이드에 대해 푸셔를 누르는 구성 요소가 증가하여 푸셔와 지지대 사이의 마찰력이 증가하여 푸셔가 움직이지 않습니다.

V T = S'∙ω 쿨

그러나 최소 반지름 원주의 증가는 전체 구조물의 치수, 중량 및 재료 소비 증가로 이어집니다. 따라서 동적 합성의 과제는 모션 전송 각도가 메커니즘의 모든 위치에서 허용되는 것보다 작지 않고 크기가 최소화되는 r min 값을 결정하는 것입니다.

동적 합성 문제의 솔루션은 그래픽으로 수행됩니다. 다음 기술이 사용됩니다(그림 46b 참조): 세그먼트 OW가 자신과 평행하게 이동하면 점 W를 점 A와 정렬하고 비스듬히 직선을 그립니다.
γ 두 번째 점 O를 통과하면 캠의 회전 중심을 통과합니다 (즉, 일반 N-N과 평행하고 캠의 회전 중심을 통과하는 OO 라인이 형성됨).

r min을 결정하기 위해 푸셔의 변위 값을 y 축을 따라 플로팅하는 다이어그램이 작성됩니다 ( 시) 주어진 운동 법칙에 따른 메커니즘의 "p" 위치. 가로축에 평행한 각 표시된 점에서 이 위치에 해당하는 속도의 아날로그 값이 표시됩니다( 시'). 변위와 속도의 아날로그는 동일한 축척으로 표시되어야 합니다(그림 47).

그림 47

속도 아날로그 세그먼트의 끝은 부드러운 곡선으로 연결되고 접선은 오른쪽과 왼쪽으로 비스듬히 그려집니다. γmin x축으로 ( γmin- 재밍이 없는 상태에서 허용 가능한 최소 동작 전송 각도). 이 두 직선은 캠의 회전 중심(이 선 아래)을 선택하기 위한 허용 영역과 금지 영역을 구분합니다.

허용 영역의 어느 지점에서나 캠의 회전 중심을 선택하면 메커니즘의 모든 위치에서 걸림이 발생하지 않습니다. 최소 치수를 보장하려면 허용 영역의 경계에서 캠의 회전 중심을 선택해야 합니다(또는 경계에서 약간 벗어나 전송 각도에 약간의 여유를 제공). 이 방법은 또한 편심의 가장 합리적인 선택을 허용합니다.

로커 푸셔가 있는 메커니즘을 설계할 때 동적 합성 문제를 해결하는 접근 방식은 비슷합니다. 그러나 이 경우 운동 전달 각도는 로커 암의 해당 위치에서 측정됩니다. 따라서 허용 영역을 결정할 때 캠의 회전 중심을 선택하기 위해 광선이 비스듬히 그려집니다.
γmin각 로커 위치에서. 결과적으로 허용 영역은 여러 빔의 교차점에 의해 결정됩니다(그림 48).

그림 48

로커 푸셔로 메커니즘을 설계할 때 로커의 회전 운동 법칙이 설정됩니다. 따라서 각운동의 매개변수가 알려질 것입니다(로커 암의 회전 각도, 각속도의 아날로그, 각가속도의 아날로그). 각 위치의 로커 끝에서 퇴적되는 속도의 아날로그를 결정하려면 각속도의 아날로그에 로커의 길이를 곱해야 합니다.

평평한 푸셔가 있는 메커니즘에서 운동 전달 각도는 푸셔 플레이트와 푸셔 자체(병진 운동 축) 사이의 각도에 의해 결정됩니다. 따라서 운동 전달의 관점에서 이 각도의 가장 유리한 값은 90°이다.

푸셔를 제조하고 메커니즘을 조립하는 기술의 관점에서 볼 때 푸셔와 플레이트 사이의 각도는 90도가 가장 유리합니다. 따라서 이 경우는 일반적으로 실무에서 사용됩니다. 이 경우 메커니즘의 모든 위치에서 푸셔의 캠 측면에서 작용하는 전체 힘이 구동력입니다(푸셔를 가이드로 누르는 구성 요소가 없음).

따라서 이러한 유형의 메커니즘에 대한 재밍 현상은 관련이 없습니다. 그러나 캠은 모든 지점에서 볼록한 프로파일을 가져야 합니다(평평한 포펫은 오목한 영역에서 작동할 수 없기 때문). 최소 반지름의 원 값이 클수록 프로파일에 오목한 부분이 형성될 확률이 낮아집니다. 따라서 이 경우 동적 합성 문제와 유사한 문제가 해결됩니다. 프로필에 오목한 부분이 없고 치수가 최소가 되도록 r min을 선택합니다(즉, 조건에서 r min을 선택합니다). 캠의 볼록함).

작업의 목표는 다음과 같습니다.

- 캠의 위치에 따라 푸셔의 위치, 속도 및 가속도를 결정하는 것으로 구성된 캠 메커니즘의 운동학적 분석을 수행합니다.

– 이 메커니즘의 기구학적 합성을 수행합니다. 이는 후자의 알려진 최소 반경과 푸셔 이동 다이어그램을 기반으로 캠 프로파일을 구성하는 것으로 구성됩니다.

5.1. 이론의 기본 정보

캠은 프로필의 가변 곡률을 가지며 푸셔에게 필요한 운동 법칙을 알려주는 캠 메커니즘의 링크입니다. 캠의 프로파일 및 위상 각도의 개념과 동작 및 압력의 전달 각도는 실험실 작업 "캠 메커니즘의 합성"의 섹션 4.1에서 이전에 제공되었습니다.

운동학적 스터디(해석)에서는 특정 캠 메커니즘이 고려됩니다. 이 연구는 캠의 다양한 위치에서 푸셔의 운동학적 특성을 결정하는 것을 목표로 합니다.

점진적으로 움직이는 푸셔가 있는 캠 메커니즘의 경우와 스윙 푸셔가 있는 동일한 메커니즘의 경우에 가장 단순하고 가장 예시적인 운동학적 연구 방법은 첫 번째 표시된 경우에 실험 다이어그램 "변위 - 구동 링크의 경우 "속도 - 시간"() 및 "가속 - 시간"() 다이어그램을 얻기 위한 그래픽 통합과 두 번째 경우 - 실험 다이어그램 "회전 각도 - 시간"( ψ = ψ( 티)) 다이어그램 "각속도 - 시간"(ω = ω( 티)) 및 "각가속도 - 시간"(ε = ε( 티)). 무화과. 5.1. 예를 들어 이러한 다이어그램은 점진적으로 움직이는 푸셔에 대해 제공됩니다.

실험실 작업에서는 디스크가 고정되는 기본 요소와 푸셔 및 캠이 설치된 모델 형태로 구현되는 캠 메커니즘이 사용됩니다. 실험 다이어그램 구성 가능성을 보장하기 위해(또는 ψ = ψ( 티)) 디스크에는 0 O에서 360 O까지 눈금이 매겨진 눈금이 있고 푸셔 또는 베이스에 부착된 플레이트에는 밀리미터 또는 도 단위의 눈금이 있습니다.

일반적으로 캠 메커니즘에서는 캠이 고르게 움직입니다. 이 경우 시간 티캠의 움직임은 회전 각도 φ에 비례합니다. 따라서 다이어그램과 ψ = ψ( 티)는 다이어그램(φ) 및 ψ = ψ(φ)입니다.

차트의 시간 척도는 다음을 기준으로 결정됩니다.

1) 캠의 작동 각도는 절단 길이에 해당합니다. 엘다이어그램에서 (그림 5.1). 따라서,

어디 엘캠의 1회전에 해당하는 다이어그램 세그먼트의 길이입니다.

2) 1회전의 시간

어디 피- 분당 캠 회전 수.

그러면 시간 척도는

점진적으로 움직이는 푸셔가 있는 캠 메커니즘의 경우 변위 다이어그램의 스케일 , 속도 및 가속도는 알려진 공식을 사용하여 계산됩니다.

어디 시간 1과 시간 2 – 극 거리, mm; 에스- 실제 변위, m; 에스 diagr - 다이어그램의 크기, mm.

로킹 푸셔가 있는 캠 메커니즘의 경우 회전각 다이어그램의 눈금 ψ = ψ( 티), 각속도 및 각가속도 ε = ε( 티) 푸셔의 다음 공식에 의해 결정됩니다.

공식 (5.7)에서 ψ는 회전의 실제 각도, rad., ψ diagr는 다이어그램의 크기, mm입니다.

위에 따라 구축된 운동학적 다이어그램은 캠 메커니즘의 운동학적 합성을 수행하기 위한 기초입니다. 이 합성 구현의 특징은 규율에 대한 강의 과정에 설명되어 있습니다.

5.2. 작업 순서

1. 캠을 천천히 돌리면서 푸셔가 올라가기 시작하는 순간과 끝나는 순간을 고정한다. 캠에 단단히 연결된 디스크의 눈금에서 회전 각도 φ y를 결정하십시오. 마찬가지로 각도 φ c를 결정합니다. 각 각도 φ y 및 φ in 여러 개로 나뉩니다 ( N) 등분(예: 6개).

2. 캠을 각도 φ로 돌리기 나, 푸셔의 변위 측정 내가밀리미터 또는 ψ 나피동 링크의 눈금 또는 캠 메커니즘의 모델을 기반으로 각도 단위로, 먼저 제거 섹션에서, 그 다음 리턴 섹션에서. 얻은 데이터를 테이블로 수집합니다.

3. 표에 따라 그래프(또는 )이기도 한 그래프(또는 )를 그리십시오.

4. 그래픽 미분법을 이용하여 그래프를 구성하고 (또는 및 )

5. 공식 (5.3) ... (5.9)을 사용하여 시간, 경로, 속도 및 가속도의 척도를 결정합니다.

6. 메커니즘의 합성을 수행합니다. 연구 중에 얻은 치수에 따라 캠 메커니즘의 운동학 다이어그램을 구성하십시오. 캠의 최소 반지름 시공에 필요 아르 자형 0 , 편심 이자형, 차축간 거리 영형그리고 에캠과 푸셔의 회전 및 길이 AB푸셔의 로커 암은 메커니즘 모델에서 측정됩니다.

7. 캠의 모든 위상 및 프로필 각도를 표시합니다.

8. 캠의 중간 위치 중 하나에서 역방향 동작의 푸셔를 보여주고 이 위치에 대해 동작 전달 각도 γ와 캠 메커니즘의 압력 각도 α를 결정합니다.

9. 보고서를 준비합니다.

5.3. 자제력을 위한 질문

1. 어떤 캠 각도를 프로파일이라고 하고 어떤 것을 위상이라고 합니까? 그들의 차이점은 무엇입니까?

2. 그래픽 차별화는 어떻게 수행됩니까?

3. 차트 척도를 계산하는 방법은 무엇입니까?

4. 모션 반전 방식의 본질은 무엇입니까?

5. 점진적으로 움직이고 진동하는 푸셔가 있는 캠 메커니즘에서 캠 프로파일을 구축하는 방법은 무엇입니까?

6. 압력각과 운동 전달각이란 무엇입니까?

7. 압력각은 캠 메커니즘의 작동에 어떤 영향을 줍니까?

8. 캠 프로필의 모든 지점에서 압력과 전송 각도를 표시합니다.

3.3. 캠 메커니즘의 단계. 위상 및 설계 각도

캠 메커니즘은 출력 링크에서 거의 모든 복잡한 동작 법칙을 구현할 수 있습니다. 그러나 모든 운동 법칙은 다음 단계의 조합으로 나타낼 수 있습니다.

1. 제거 단계. 캠과 팔로어의 접점이 캠의 회전 중심에서 멀어질 때 출력 링크(팔로어 또는 로커)를 이동시키는 과정입니다.

2. 복귀 단계(근사치). 캠과 팔로어의 접점이 캠의 회전 중심에 가까워짐에 따라 출력 링크를 이동시키는 과정입니다.

3. 노출 단계. 회전 캠을 사용하여 캠과 푸셔의 접점이 고정되어 있는 상황. 동시에 그들은 구별한다. 드웰 단계 근처– 접점이 캠의 중심에 가장 가까운 위치에 있을 때, 장거리 단계- 접촉점이 캠 중심에서 가장 먼 위치에 있을 때 중간 드웰 단계. 드웰 단계는 접촉점이 캠의 회전 중심에서 그려진 원의 호 형태를 갖는 캠 프로파일 섹션을 따라 이동할 때 발생합니다.

위의 단계 분류는 주로 위치 메커니즘을 나타냅니다.

작업의 각 단계는 메커니즘의 자체 위상 각도와 캠의 설계 각도에 해당합니다.

위상각은 해당 작동 단계를 완료하기 위해 캠이 회전해야 하는 각도입니다. 이러한 각도는 위상 유형을 나타내는 인덱스가 있는 문자 로 표시됩니다. 니어 드웰의 위상 각입니다.

캠의 설계 각도에 따라 프로필이 결정됩니다. 동일한 색인을 가진 문자 로 표시됩니다. 무화과. 3.2a는 이러한 각도를 보여줍니다. 이들은 캠의 회전 중심에서 중심 프로파일의 지점까지 그려진 광선에 의해 제한되며, 여기서 캠 프로파일은 한 위상에서 다른 위상으로 전환하는 동안 변경됩니다.

얼핏 보면 위상각과 설계각이 같아 보일 수 있습니다. 이것이 항상 그런 것은 아니라는 것을 보여드리겠습니다. 이를 위해 그림과 같은 구성을 수행합니다. 3.2b. 여기에서 푸셔가 있는 메커니즘은 편심이 있는 경우 제거 단계의 시작에 해당하는 위치로 설정됩니다. 에게- 캠과 푸셔 사이의 접점. 점 에게'는 포인트의 위치입니다. 에게, 제거 단계의 종료에 해당합니다. 시공에서 알 수 있는 점은 에게입장을 취했다 에게캠은 각도  Y로 회전해야 하며,  Y와 같지 않고 편심각이라고 하는 각도 e 만큼 다릅니다. 푸셔가 있는 메커니즘의 경우 다음 관계를 작성할 수 있습니다.

 Y \u003d  Y + e,  B \u003d  B-e,

 D =  D,  B =  B

3.4. 출력 링크의 운동 법칙 선택

출력 링크의 운동 법칙을 선택하는 방법은 메커니즘의 목적에 따라 다릅니다. 이미 언급했듯이 캠 메커니즘은 목적에 따라 위치 및 기능의 두 가지 범주로 나뉩니다.

3.4.1. 위치 메커니즘

명확성을 위해 출력 링크를 한 극단 위치에서 다른 극단 위치로 간단히 "이동"하는 2위치 메커니즘의 가장 간단한 경우를 고려해 보겠습니다.

무화과. 3.3은 운동의 법칙을 보여줍니다. 전체 작업 과정이 제거, 먼 휴식, 복귀 및 가까운 휴식의 네 가지 꽃병 조합으로 표현 될 때 이러한 메커니즘의 푸셔 움직임 그래프입니다. 여기서 은 캠의 회전 각도이고 해당 위상 각도는  y,  d,  c,  b로 표시됩니다. 출력 링크의 변위는 세로축을 따라 표시됩니다. 로커 암이 있는 메커니즘의 경우  - 회전 각도, 푸셔가 있는 메커니즘의 경우 S - 푸셔의 변위.

이 경우 동작 법칙의 선택은 제거 및 반환 단계에서 출력 링크 동작의 특성을 결정하는 것으로 구성됩니다. 무화과. 3.3 이 섹션에 대해 일종의 곡선이 표시되지만 결정되어야 하는 것은 바로 이 곡선입니다. 이 문제를 해결하기 위한 기준은 무엇입니까?

반대부터 갑시다. "간단"하게 해보자. 제거 및 반환 영역에서 변위의 선형 법칙을 설정합시다. 무화과. 3.4는 이것이 무엇으로 이어질지 보여줍니다. 함수 () 또는 S()를 두 번 미분하면 이론적으로 무한대, 즉 예측할 수 없는 가속 및 결과적으로 관성 부하. 이러한 용납할 수 없는 현상을 하드 위상 쇼크라고 합니다.

이를 피하기 위해 운동법칙의 선택은 출력링크의 가속도 그래프를 기준으로 한다. 무화과. 3.5가 그 예입니다. 가속도 그래프의 원하는 모양과 통합이 주어지면 속도와 변위의 함수가 발견됩니다.

제거 및 반환 단계에서 출력 링크 가속도의 의존성은 일반적으로 충격이 없는 것으로 선택됩니다. 가속 점프가 없는 연속 함수로. 그러나 때로는 저속 메커니즘의 경우 치수를 줄이기 위해 현상이 허용됩니다. 소프트 히트, 가속도 그래프에서 점프가 관찰되지만 유한하고 예측 가능한 양만큼 점프하는 경우.

무화과. 3.6은 가장 일반적으로 사용되는 가속도 변화 법칙 유형의 예를 제시합니다. 기능은 삭제 단계에 대해 표시되며 반환 단계에서 유사하지만 미러링됩니다. 무화과. 3.6은  1 =  2일 때 대칭 법칙을 나타내며 이 섹션에서 곡선의 특성은 동일합니다. 필요한 경우  1   2 또는 이 섹션의 곡선 특성이 다르거나 둘 다인 경우 비대칭 법칙도 적용됩니다.

특정 유형의 선택은 메커니즘의 작동 조건에 따라 달라집니다. 예를 들어 제거(반환) 단계에서 출력 링크의 속도가 일정한 섹션이 필요한 경우 법칙 3.6d가 사용됩니다.

일반적으로 가속 법칙의 기능에는 특히 3.6, a, e - 정현파 세그먼트, 3.6, b, c, g - 직선 세그먼트, 3.6, e - 코사인파, 따라서 속도와 움직임을 얻기 위한 통합이 어렵지 않습니다. 그러나 가속도의 진폭 값은 미리 알 수 없지만 제거 및 반환 단계에서 출력 링크의 변위 값은 알려져 있습니다. 가속도 진폭과 출력 링크의 동작을 특징짓는 모든 함수를 찾는 방법을 살펴보겠습니다.

캠의 일정한 회전 각속도에서 회전 각도와 시간이 식  = 과 관련될 때 티기능은 시간과 회전 각도 모두에서 고려될 수 있습니다. 로커 암이 있는 메커니즘과 관련하여 시간에 따라 고려할 것입니다.

초기 단계에서 가속도 그래프의 형태를 정규화 된 형태, 즉 단위 진폭으로 함수 *( 티). Fig. 3.6a *( 티) = 죄(2 티/T), 여기서 Т는 메커니즘이 제거 또는 반환 단계를 통과하는 시간입니다. 출력 링크의 실제 가속:

 2 (t) =  m *(t), (3.1)

여기서  m은 현재 알려지지 않은 진폭입니다.

식 (3.1)을 두 번 통합하면 다음을 얻습니다.

적분은 초기 조건으로 수행됩니다: 제거 단계  2 ( 티) = 0,  2( 티) = 0; 복귀 단계  2 ( 티) = 0,  2( 티) =  m . 출력 링크  m의 필요한 최대 변위가 알려져 있으므로 가속도 진폭

함수의 각 값  2 ( 티),  2 ( 티),  2 (티)는  2(),  2(),  2() 값에 할당할 수 있으며, 이는 아래에서 설명하는 것과 같이 메커니즘을 설계하는 데 사용됩니다.

작업의 역학과 관련된 캠 메커니즘에 충격이 발생하는 또 다른 이유가 있습니다. 캠은 또한 우리가 위에서 이 개념에 넣었다는 의미에서 충격이 없도록 설계될 수 있습니다. 그러나 고속에서는 전원 회로가 있는 메커니즘의 경우 푸셔(로커 암)를 캠에서 분리할 수 있습니다. 잠시 후 닫는 힘이 접촉을 복원하지만 이 복원은 타격으로 발생합니다. 이러한 현상은 예를 들어 반환 위상이 너무 작게 설정된 경우에 발생할 수 있습니다. 그런 다음 캠 프로파일은 이 단계에서 가파른 것으로 판명되고 장거리 드웰 단계의 끝에서 폐쇄력은 접촉을 제공할 시간이 없으며 푸셔는 그랬던 것처럼 멀리 있는 캠 프로파일을 끊습니다. 종료하고 가까운 끝에서 캠의 특정 지점을 즉시 칠 수도 있습니다. 포지티브 잠금 메커니즘의 경우 롤러가 캠의 홈을 따라 움직입니다. 롤러와 그루브의 벽 사이에는 필연적으로 간격이 있기 때문에 작동 중에 롤러가 벽에 부딪히며 이러한 충격의 강도는 캠의 회전 속도에 따라 증가합니다. 이러한 현상을 연구하기 위해서는 전체 메커니즘의 수학적 모델을 만드는 것이 필요하지만 이러한 문제는 본 과정의 범위를 벗어납니다.

캠 디자인

요약: 캠 메커니즘. 목적과 범위. 캠 메커니즘 푸셔의 운동 법칙 선택. 캠 메커니즘의 분류. 주요 매개변수. 속도 아날로그의 기하학적 해석. 캠 메커니즘의 작동에 대한 압력각의 영향. 캠 메커니즘의 합성. 합성 단계. 롤러 반경 선택(푸셔 작업 섹션 라운딩).

캠 메커니즘

많은 기계의 작업 프로세스는 구성에 메커니즘이 있어야 하며 출력 링크의 움직임은 주어진 법칙에 따라 엄격하게 수행되어야 하고 다른 메커니즘의 움직임과 조정되어야 합니다. 이러한 작업을 수행하는 가장 간단하고 안정적이며 컴팩트한 것은 캠 메커니즘입니다.

Kulachkov가 호출됩니다.입력 링크가 호출되는 더 높은 운동학적 쌍을 가진 3링크 메커니즘 캠, 출력 미는 사람(또는 로커).

캠가변 곡률의 표면 형태로 만들어진 더 높은 운동학적 쌍의 요소가 속한 링크라고 합니다.

직선으로 움직이는 출력 링크를 호출합니다. 미는 사람, 그리고 회전(스윙잉) - 흔들리는 것.

종종 슬라이딩 마찰을 가장 높은 쌍의 롤링 마찰로 대체하고 마모를 줄이기 위해 캠과 푸셔 모두 메커니즘 다이어그램에 추가 링크 인 롤러와 회전 운동학 쌍이 포함됩니다. 이 운동학적 쌍의 이동성은 메커니즘의 전달 함수를 변경하지 않으며 로컬 이동성입니다.

출력 링크 푸셔의 움직임을 이론적으로 정확하게 재현합니다. 전달 함수에 의해 주어지는 푸셔의 이동 법칙은 캠의 프로파일에 의해 결정되며 캠 메커니즘의 주요 특성이며 기능적 특성과 동적 및 진동 특성이 의존합니다. 캠 메커니즘의 설계는 여러 단계로 나뉩니다. 푸셔의 운동 법칙 지정, 블록 다이어그램 선택, 주요 치수 및 전체 치수 결정, 캠 프로파일 좌표 계산 .

목적과 범위

캠 메커니즘은 캠의 회전 또는 병진 운동을 푸셔의 왕복 회전 또는 왕복 운동으로 변환하도록 설계되었습니다. 캠 메커니즘의 중요한 장점은 출력 링크의 정확한 드웰을 제공하는 기능입니다. 이 이점은 가장 간단한 순환 자동 장치 및 기계적 계산 장치(산술계, 달력 메커니즘)에서 광범위한 적용을 결정했습니다. 캠 메커니즘은 두 그룹으로 나눌 수 있습니다. 첫 번째 메커니즘은 주어진 운동 법칙에 따라 푸셔의 움직임을 보장합니다. 두 번째 그룹의 메커니즘은 출력 링크의 지정된 최대 변위(푸셔의 스트로크)만 제공합니다. 이 경우, 이 운동이 수행되는 법칙은 작동 조건 및 제조 기술에 따라 일련의 일반적인 운동 법칙에서 선택됩니다.

캠 메커니즘 푸셔의 운동 법칙 선택

푸셔의 운동 법칙푸셔의 변위 함수 (선형 또는 각도)와 그 파생물 중 하나를 시간 또는 일반화 된 좌표-리딩 링크의 변위-캠이라고합니다. 동적 관점에서 캠 메커니즘을 설계할 때 푸셔의 가속도 변화 법칙에서 진행하는 것이 좋습니다. 메커니즘 작동 중에 발생하는 관성력을 결정하는 것은 가속도이기 때문입니다.

운동 법칙에는 세 가지 그룹이 있으며 다음과 같은 특징이 있습니다.

1. 푸셔의 움직임에 강한 타격이 동반되며,

2. 푸셔의 움직임은 부드러운 충격을 수반하며,

3. 푸셔의 움직임은 충격없이 발생합니다.

종종 생산 조건에 따라 푸셔를 일정한 속도로 움직여야 합니다. 급격한 속도 변화 대신 푸셔의 이러한 운동 법칙을 적용하면 이론적으로 가속도는 무한대에 도달하고 동적 하중도 무한히 커야 합니다. 실제로는 링크의 탄성으로 인해 무한히 큰 동하중을 얻지는 못하지만 그 크기는 여전히 매우 크다. 이러한 충격을 "하드"라고 하며 저속 메커니즘과 푸셔의 무게가 작은 경우에만 허용됩니다.

속도 기능에 불연속성이 없지만 푸셔의 가속 기능(또는 가속 아날로그)에 불연속성이 있는 경우 부드러운 충격이 캠 메커니즘의 작동을 동반합니다. 가속도가 유한한 양만큼 순간적으로 변하면 동적인 힘이 급격하게 변하게 되며, 이는 충격의 형태로도 나타납니다. 그러나 이러한 공격은 덜 위험합니다.

푸셔의 속도와 가속 기능이 중단되지 않으면 캠 메커니즘이 충격없이 부드럽게 작동하고 부드럽게 변경되며 이동 시작과 끝의 속도와 가속도가 0과 같습니다.

푸셔의 운동 법칙은 분석 형식(방정식 형식)과 그래픽 형식(다이어그램 형식)으로 제공될 수 있습니다. 코스 프로젝트 과제에서 푸셔 롤러 중심의 가속도 아날로그에서 다음과 같은 변화 법칙이 다이어그램 형식으로 제공됩니다.

푸셔 가속 아날로그의 균일하게 가속된 변화 법칙은 푸셔 움직임의 균일하게 가속된 법칙과 함께 설계된 캠 메커니즘은 각 간격의 시작과 끝에서 부드러운 충격을 경험하게 됩니다.

가속 아날로그의 삼각형 변화 법칙은 캠 메커니즘의 충격없는 작동을 보장합니다.

가속 아날로그의 사다리꼴 변화 법칙은 또한 메커니즘의 충격 없는 작동을 보장합니다.

가속 아날로그 변화의 정현파 법칙. 최고의 움직임의 부드러움을 제공합니다 (속도와 가속도뿐만 아니라 더 높은 차수의 파생물도 부드럽게 변화하는 것이 특징입니다). 그러나이 운동 법칙의 경우 동일한 위상 각도와 푸셔의 스트로크에서 최대 가속도는 가속 아날로그의 균일 가속 및 사다리꼴 변화 법칙의 경우보다 큽니다. 이 운동 법칙의 단점은 상승 초기에 속도가 증가하여 결과적으로 상승 자체가 느리다는 것입니다.

가속 아날로그의 코사인파 변화 법칙은 푸셔 스트로크의 시작과 끝에서 부드러운 충격을 유발합니다. 그러나 코사인 법칙에 따라 스트로크 시작 시 속도가 급격하게 증가하고 종료 시 급격하게 감소하므로 많은 캠 메커니즘이 작동할 때 바람직합니다.

동적 하중의 관점에서 볼 때 무충격 법칙이 바람직합니다. 그러나 이러한 운동 법칙을 가진 캠은 더 정확하고 복잡한 장비가 필요하기 때문에 기술적으로 더 복잡하므로 제조 비용이 훨씬 더 비쌉니다. 강한 영향을 미치는 법칙은 적용이 매우 제한적이며 저속 및 낮은 내구성의 중요하지 않은 메커니즘에 사용됩니다. 무충격 법칙을 가진 캠은 정확성과 내구성에 대한 엄격한 요구 사항이 있는 고속 이동 메커니즘에 사용하는 것이 좋습니다. 가장 널리 퍼진 것은 부드러운 충격을 가하는 운동 법칙으로, 이를 통해 제조 비용과 메커니즘의 작동 특성을 합리적으로 조합할 수 있습니다.