Способ осуществления движения ведомого звена кулачкового механизма

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при разработке кулачковых механизмов. Целью способа является улучшение механических характеристик за счет уменьшения потерь энергии на вибрацию. Способ заключается в том, что при преобразовании движения ведущего звена в заданную траекторию движения сопряженного с ним ведомого звена реализуют указанную в ф-ле зависимость перемещения ведомого звена. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при разработке узлов кулачковых механизмов.

Известен способ [1] осуществления движения ведомого звена кулачкового механизма, заключающийся в преобразовании движения ведущего звена в заданную траекторию движения сопряженного с ним ведомого звена, при этом обеспечивают сопряжение ведущего звена с ведомым в соответствии с зависимостью: для участка подъема: S(t) = S - sin2; t_и≥t≥0; для участка опускания: S(t) = S1 - - sin21 - ; t_и≥t≥0 где S(t) - функция перемещения ведомого звена во временной форме; S_n - полное перемещение ведомого звена на рассматриваемом интервале; t - текущее время; t_и - время рассматриваемого интервала.

Недостатком данного способа является высокая виброактивность ведомого звена при движении его по данному закону.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ осуществления движения ведомого звена кулачкового механизма, заключающийся в преобразовании движения ведущего звена в заданную траекторию движения сопряженного с ним ведомого звена, при этом обеспечивают сопряжение ведущего звена с ведомым в соответствии с зависимостью: для участка подъема: S(t) = S1 - cos - 1 - cos2; t_и≥t≥0
для участка опускания:
S(t) = S1 - cos1- - 1 - cos2Π(t-t_и) ; t_и≥t≥0
Недостатком данного способа является высокая виброактивность ведомого звена при движении его по данному закону.

Цель изобретения - улучшение механических характеристик за счет уменьшения потерь энергии на вибрацию.

Это достигается тем, что в известном способе осуществления движения ведущего звена в заданную траекторию сопряженного с ним ведомого звена путем изменения движения точки сопряжения ведущего и ведомого звеньев обеспечивают перемещение ведомого звена по заданной траектории в соответствии с зависимостью во времени:
S(t) = S_ne + t_и≥ t ≥ - t где S(t) - функция перемещения во времени ведомого звена в кулачковом механизме;
S_n - полное перемещение ведомого звена по заданной траектории рассматриваемого интервала;
α - коэффициент формы, определяемый из выражения:
α²= ln Δ ≅ R_a где R_а - среднее арифметическое отклонение профиля поверхности кулачка на участке выстоя;
Т_ц - период замкнутого цикла осуществления перемещения ведомого звена;
ω_к - угловая частота вращения кулачка;
t - текущее время;
t_и - время рассматриваемого интервала;
ϕ_n - угол поворота кулачка за интервал движения.

Спектр ускорения предложенной зависимости движения ведомого звена более узкий, чем известные. Это позволяет снизить вибрацию кулачкового механизма в высокочастотной области спектра, что повышает плавность работы данного механизма, поскольку отклонения движения ведомого звена от наперед заданного будут минимальными из-за отсутствия фазового сдвига между ведущим и ведомым звеньями, что проявляется в области резонанса.

В качестве примера способа осуществления движения ведомого звена кулачкового механизма рассматривается решение задачи по определению практического профиля кулачка для трехзвенного кулачкового механизма с дисковым вращающимся кулачком с центральным поступательно движущимся толкателем.

На чертеже показан профиль дискового вращающегося кулачка, где 1 - практический профиль кулачка, 2 - стойка, 3 - ролик кулачка, 4 - толкатель, 5 - направляющая толкателя, 6 - ось кулачка.

Для дисковых вращающихся кулачков уравнения профиля удобнее выражать в полярных координатах, принимая за начало координат центр вращения кулачка и отсчитывая полярные углы от начального радиуса-вектора R_о. Радиусы векторы кулачка обозначим R, углы центрового профиля β . При отсутствии смещения углы центрового профиля β равны углам поворота кулачка ϕ, а разность между двумя соседними радиусами-векторами - пройденному пути ведомого звена.

R = R_o+ S_ne
При этом зависимость S = S(ϕ ) предлагается в виде, определяемом предложенной зависимостью, выраженной в функции угла поворота кулачка ϕ . Принимая во внимание, что ось Х направлена по начальному радиусу-вектору, а также, что:
Х = Rcos ϕ ; Y = Rsinϕ ;
Xʹ = = -Rsinϕ+cos ;
ΨYʹ = = Rcosϕ+sin , где = =
В результате преобразований получают
X_n= Rcosϕ ∓ r
Y_n= Rsinϕ ∓ r где δ = 2 - Ke
r_р - радиус ролика.

Вычисление координат Х_n и Y_n позволяет определить полярные координаты R_n и β_n практического профиля кулачка
R_n= ; tgβ_n= ;

Формула изобретения

СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ ВЕДОМОГО ЗВЕНА КУЛАЧКОВОГО МЕХАНИЗМА, заключающийся в преобразовании движения ведущего звена в заданную траекторию движения сопряженного с ним ведомого звена, отличающийся тем, что, с целью улучшения механических характеристик за счет уменьшения потерь энергии на вибрацию, путем изменения движения точки сопряжения ведущего и ведомого звеньев обеспечивают перемещение ведомого звена по заданной траектории в соответствии с зависимостью во времени
S(t) = S_ne + t_n≥ t ≥ - t,
где S_t - функция перемещения во времени ведомого звена в кулачковом механизме;
S_n - полное перемещение ведомого звена по заданной траектории рассматриваемого интервала;
α - коэффициент формы, определяемый из выражения
α²= ln , Δ ≅ R_a,
R_a - среднее арифметическое отклонение профиля поверхности кулачка на участке выстоя;
T_ц - период замкнутого цикла осуществления перемещения ведомого звена;
ω_к - угловая частота вращения кулачка;
t - текущее время;
t_n - время рассматриваемого интервала;
ϕ_n - угол поворота кулачка за интервал движения.

РИСУНКИ

Рисунок 1