그리고 가장 비싼 것이 캠 방식이다. 캠 메커니즘의 단점. 캠 푸셔의 운동 법칙 선택

첫 번째 설계 단계는 푸셔의 B점 궤적을 기준으로 캠의 회전 중심 위치를 결정하는 것입니다. 동시에 캠 메커니즘의 최대 압력 각도가 허용 값 m을 초과하지 않는 캠의 초기 반경 값이 결정됩니다. 설계의 두 번째 단계는 중앙 캠의 프로파일 구성과 그다음 건설적인 것.

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2강 3.

캠 메커니즘 설계.

선형적으로 움직이는 롤러 팔로워를 갖춘 캠 메커니즘 설계.

캠 메커니즘은 설계 시 지정된 특정 법칙에 따라 푸셔를 움직이도록 설계되었습니다. 첫 번째 설계 단계는 점의 궤적을 기준으로 캠의 회전 중심 위치를 결정하는 것입니다.안에 미는 사람; 동시에 캠 메커니즘의 최대 압력 각도가 허용 값을 초과하지 않는 캠의 초기 반경 값을 결정합니다. 필수 설계 조건이 충족됩니다. 설계의 두 번째 단계는 캠 프로파일을 구성하는 것입니다(중앙, 그 다음 구성).

설계의 시작 데이터는 다음과 같습니다.

캠 메커니즘의 개략도 (그림 21.3, V );
푸셔 속도 변화의 법칙 2 캠의 회전 각도에 따라 1(그림 .23.1, a 참조);
최대 푸셔 이동 h (그의 움직임);
캠 각속도 1 작동 방향에 따라 캠 반전 가능성이 허용됩니다. 예를 들어 기계를 수리하거나 설정할 때 회전 방향을 변경합니다.
캠의 전체 위상 회전 각도는 캠의 작업 프로파일 각도와 같습니다(그림 23.1 참조). b, c);
허용 압력 각도;
축외(편심)이자형 설계상의 이유로 지정되었습니다(지정되지 않을 수도 있음).

푸셔의 움직임에 대한 그래프를 그립니다.

설계의 출발점은 주어진 조건()에서 회전 각도에 따른 종속성() 또는 그래프(그림 23.1 참조)의 두 가지 방식으로 고려될 수 있는 그래프()입니다.ㅏ )

푸셔의 움직임 그래프(그림 23.1 참조)비 )은 또는 이후 주어진 종속성을 그래픽으로 통합하여 구성됩니다. 그래프 축의 눈금은 mm/rad 공식을 사용하여 계산됩니다. 밀리미터/초; 음; mm/(ms-1 ), mm/(mrad -1 ), 여기서 - 통합 세그먼트, - 변위 그래프의 최대 세로 좌표,비 - 그래프 베이스, - 전체 위상 각도(도). 그림에서. 23.1,비 회전 작업 방향(시계 반대 방향)에서 캠의 회전 위상 각도는 철수 각도, 원거리 각도 및 접근 각도로 표시됩니다. 캠을 반전시키는 경우 그 각도가 제거각이 되며, 이 각도만큼 캠을 회전시키면 푸셔는 스트로크만큼 회전중심에서 멀어지게 됩니다.시간.

캠 회전 중심의 허용 위치 영역 구성.

설계의 첫 번째 단계(캠 회전 중심 위치와 반경 결정)는 선택한 눈금 mm/m로 그래프를 그리는 것으로 시작됩니다(그림 23.1 참조). G ). 고려중인 메커니즘에서 (그림 23.1 참조, V ) 점 궤적안에 직선형이면 세그먼트가 축을 따라 직선으로 배치됩니다 (그림 23.1 참조). G ) 원점으로부터(점의 초기 위치로부터), 그래프를 이용하여. 전달 함수 세그먼트의 값은 다음 공식 중 하나를 사용하여 결정됩니다.

(23.1)

규모는 여기와 같습니다 , 변위 세그먼트 계산과 같습니다.

고려 중인 메커니즘의 구성이 더 높은 운동학적 쌍의 힘 폐쇄를 제공하는 경우 해당 조건은 제거 단계에서만 충족되어야 합니다(강의 22 참조). 따라서 공식 (23.1)과 해당 구성을 사용한 계산은 이 단계에서만 수행됩니다. 위치 0~5의 경우(그림 23.1의 위상각 참조,비 ); 위치 0과 5에 있는 동안(그림 23.1 참조)ㅏ ) 그리고. 전달 함수의 세그먼트는 점의 궤적에 수직으로 배치됩니다.비 (축에 수직) 구성 규칙에 따라, 즉 점 궤적의 왼쪽 B (그림 23.1, d 참조) ) 푸셔 제거 단계(위) 동안 각속도 방향(반시계 방향)으로 90° 회전한 속도 벡터가 이 방향을 나타냈기 때문입니다. 곡선은 캠 회전 작동 방향의 제거 단계에 대한 그래프입니다.

조건을 충족하기 위해 두 개의 경계 광선이 극단 점과 구성된 그래프에서 점의 궤적 연속에 대한 각도로 그려집니다.안에 그리고 세그먼트에 수직인 직선에 대해 어떤 각도로(즉, 속도에 평행하게). 해당 영역에서 캠의 회전 중심을 선택하면나 교차점(예: 한 지점) 아래의 이러한 광선에 의해 형성되며, 캠이 시계 반대 방향으로 회전하면 위치 0...5의 압력 각도초과하지 않습니다 허용 가능한 값입니다. 이는 해당 지역이나 캠 회전 중심의 허용되는 위치 영역이지만 각속도의 작업 방향(시계 반대 방향)으로만 가능합니다. 캠의 회전 중심이 이 영역 외부(예: 한 지점)에서 선택되면 푸셔의 일부 위치에서 압력 각도가 허용 각도를 초과합니다. 예를 들어, 점의 위치에 대해 전달 함수 세그먼트의 속성에 따른 압력 각도는 더 큰 값과 같습니다(그림 23.1 참조). G ).

캠 반전(반대 방향 - 시계 방향으로 회전)의 경우에도 조건을 충족할 가능성을 제공하기 위해 푸셔 제거가 위치 8에서 위치 6까지의 각도에 해당하는 경우(그림 23.1 참조) ,비 ), 그래프의 오른쪽을 플롯합니다. 여기 (그림 23.1 참조, G ) 세그먼트는 점의 궤적 오른쪽에 그려집니다.비 또한 이미 알려진 규칙에 따라: 푸셔가 멀어질 때(위로) 일반적으로 캠 회전 방향으로 90° 회전할 때 푸셔의 속도 벡터는 오른쪽을 향합니다. 특정 각도의 점에서 세그먼트에 수직인 선까지 그려진 경계선은 한 점에서 이전에 그려진 광선과 교차합니다. 이러한 경계 광선은 그래프와 교차해서는 안 되며 그래프에 닿기만 하면 됩니다. 그렇지 않으면 메커니즘의 일부 위치에서 조건이 충족되지 않습니다.

지역 II(그림 23.1, d 참조) )는 교차점 아래의 경계선에 의해 형성되며 역방향 모드에서 캠 회전 중심의 허용 위치 영역입니다. 캠의 회전 중심이 이 영역 내에 있으면 푸셔의 모든 위치에서 캠의 회전 방향이 모두 동일합니다.이루어질 것이다 이 중심을 그래프의 임의 지점과 연결하는 직선과 선분에 수직인 각도가 항상 허용 가능한 각도보다 작기 때문에 직선을 설계하기 위한 전제 조건입니다.로 , 중심이 경계 광선에 있는 경우와 동일할 수 있습니다).

캠 회전 중심의 위치를 선택하고,

초기 반경을 결정합니다.

최소 크기의 가역적 캠 메커니즘을 설계해야 하는 경우 캠의 회전 중심은 경계 광선의 교차점에서 선택됩니다(그림 23.1 참조). G ). 이 경우, 점의 초기 위치로부터의 거리비 푸셔는 캠 중앙 프로파일의 초기 반경 값을 눈금으로 결정합니다. 이 경우 푸셔는 그림 1에 표시된 것처럼 왼쪽 편심으로 축에서 벗어났습니다. 23.1, G 선분으로 표현됨

중앙 푸셔()가 있는 메커니즘이 설계된 경우 캠의 회전 중심은 점의 연속 궤적을 따라 지정됩니다.안에 푸셔 축이 (그림 23.1 참조, V ) 이 센터를 통과했습니다. 한 지점에서 회전 중심 선택(그림 23.1 참조) G )는 중앙 푸셔가 있는 메커니즘에 대한 캠 초기 반경의 최소값을 제공합니다.

그림에 따르면 23.1, V , 올바른 편심을 갖는 메커니즘을 설계해야 하며 그 값은 설계 고려 사항에 따라 결정됩니다. 이 경우 캠의 회전 중심은 직선상의 허용 영역에서 선택됩니다.교류 , 푸셔의 축과 평행하고 멀리 떨어져 있습니다. 중심 프로파일의 최소 초기 반경은 중심을 지정하여 얻습니다. O (그림 23.1, d 참조) ) 경계선에; 그 다음에. 발견된 초기 반경(및 또는) 값이 캠 메커니즘 링크의 강도를 보장하기에 충분하지 않은 경우 지정된 축외 값을 유지하면서 캠 회전 중심이 시작점에서 더 멀리 지정됩니다.

그림에서. 23.1, 일 세 가지 캠 메커니즘의 압력 각도 변화 그래프가 제공됩니다 (캠의 회전 중심을 선택하기 위해 고려되는 세 가지 옵션에 대해). 그래프와 캠의 회전 중심이 각각 지점과 메커니즘에 대한 것 0 . 메커니즘의 각 위치에 대한 압력각은 강의 22에서 논의한 전달 함수 세그먼트의 특성에 따라 구됩니다. 예를 들어, 캠의 회전 중심이 지점에 있는 메커니즘의 경우 0 위치 3의 각도(그림 23.1 참조) G ) 중심을 연결하는 직선 사이의 각도로 구함 0 전달 함수 세그먼트의 끝과 푸셔 속도 방향에 평행한 직선, 즉 . 캠의 회전중심이 직선상에 있는 경우포인트 0 아래의 AC (점에서 더 멀리 떨어져 있는 경우) 위치 3의 압력각은 다음보다 작습니다. 초기 반경을 늘리면 압력 각도가 감소합니다. 이전에 공식 22.4를 분석할 때 비슷한 결론이 나왔습니다.

쌀. 23.1

쌀. 23.2

캠의 중심 및 구조적 프로파일 구성.

직선으로 움직이는 푸셔를 사용하여 캠 메커니즘을 설계하는 두 번째 단계(캠 프로파일 구성)를 수행하기 위한 초기 데이터는 다음과 같습니다.ㅏ) 포인트 이동 그래프안에 푸셔(그림 23.1 참조, b 및 23.2, a), b) 설계 요구 사항을 고려한 조건에서 구한 캠의 초기 반경(그림 23.1 참조) d), c) 이심률 e 미는 사람; 고려중인 예에서는 맞습니다. 그러나 0과 동일하게 설정할 수도 있습니다.

캠의 중심 프로파일을 구성하기 위해 모션 반전 방법이 사용됩니다. 조건에 따라 전체 메커니즘에 축을 중심으로 회전이 제공됩니다. 0 캠의 각속도와 절대값이 동일한 각속도()를 갖는 캠나 , 그러나 그것과 반대 방향으로 향합니다. 동시에 캠이 멈추고 이전에 움직이지 않았던 랙 3()이 회전하기 시작합니다(그림 23.2 참조).비 ) 그리고 역방향 운동에서는 각속도를 갖습니다. 이 회전 동안 축미네소타 푸셔 2가 랙 가이드에 편심으로 설치됨이자형 , 직접(즉, 실제) 이동할 때 캠의 회전 각도와 절대값이 동일한 각도로 스탠드와 함께 시계 방향으로 회전합니다. 축 회전 각도미네소타:

(23.2)

MN 축 일정한 거리를 유지하면서 e는 중심 0에서 (따라서 축은 항상 반경의 원에 닿습니다.이자형 ). 방정식 (23.2)를 운동 반전 방정식이라고 합니다.

구성은 반경이 있는 원 위의 점을 임의로 선택하는 것으로 시작됩니다(그림 23.2 참조). V ), 푸셔의 축이 그려지고 반경이 있는 원의 오른쪽(이심률이 오른쪽으로 설정되어 있으므로)에 닿습니다. 여기서 건설 규모는 다음과 같습니다 (그림 23.2 참조,ㅏ ). 이는 롤러 중심을 지점에 두고 푸셔(2)의 초기 위치를 결정합니다. 또한 (23.2)에 따르면 축은미네소타 푸셔는 캠의 회전 각도와 절대값이 동일한 각도로 랙의 역방향 이동 방향으로 회전합니다(그림 23.2 참조).ㅏ ). 각도 등의 구성을 단순화하기 위해 직선에서 벗어나고, 원에 반경으로 점을 표시하는 등의 작업을 수행합니다. (그림 23.2 참조, V ). 이 점들을 통해 축의 위치인 반지름이 있는 원에 접하는 직선을 그립니다.미네소타 캠과 관련된 푸셔. 포인트 등에서 세그먼트를 놓으십시오. 등, 점의 움직임을 표현안에 도면 규모의 푸셔 (좌표는 그림 23.2의 그래프에서 가져옵니다.ㅏ . 포인트는 센터가 차지해야 할 위치입니다.안에 캠과 관련된 종동 롤러; 따라서 캠의 중앙 프로파일은 이 지점을 통과합니다(그림 23.2 참조). V ).

캠의 구조적 프로파일은 중앙 프로파일과 등거리에 있습니다. 그 점은 롤러 4의 반경과 동일한 거리에서 중앙 프로파일로부터 떨어져 있습니다. 구조적 프로파일은 반경 원에 대한 봉투로 구성되며 그 중심은 캠의 중앙 프로파일에 위치합니다(그림 23.2 참조). , V ). 롤러의 반경은 설계상의 이유로 일반적으로 범위 내로 지정됩니다. 그러나 항상 중앙 프로파일의 최소 곡률 반경보다 작아야 합니다. 구조 프로파일의 초기 반경은 차이로 결정됩니다.

캠 메커니즘 설계

로커 롤러 푸셔 포함.

로커암이 있는 캠 메커니즘을 설계하기 위한 초기 데이터는 다음과 같습니다. 개략도캠 메커니즘(그림 23.3 참조)ㅏ ); 2) 중심 속도 변화의 법칙안에 캠의 회전 각도에 따른 푸셔 롤러 2나 (그림 23.1 참조) ); 3) 푸셔 2의 길이(그림 23.3 참조,ㅏ ); 4) 지점 B의 경로 한 극단 위치에서 다른 극단 위치(또는 푸셔의 최대 회전 각도)까지 호 경로를 따라 푸셔; 5) 캠의 각속도와 그 방향(이 경우 캠을 뒤집을 가능성이 허용됨) b) 캠의 전체 위상 회전 각도: (그림 23.1 참조, b와 그림. 23.3년 ); 7) 허용 압력각

로커 푸셔가 있는 메커니즘의 설계 단계는 직선으로 움직이는 푸셔가 있는 메커니즘의 설계 단계와 동일합니다.나 ) 캠 메커니즘의 주요 치수, 즉 캠의 초기 반경과 필수 설계 조건이 충족되는 중심 거리의 결정; 2) 캠 프로파일의 구성.

캠 메커니즘의 주요 치수 결정.

캠 회전 중심의 허용 위치 영역을 결정하기 위해 점의 궤적을 기반으로 그래프가 구성됩니다.안에 . 이 구성의 시작점은 그림 1에 나와 있습니다. 23.1,ㅏ 점의 속도 변화 그래프로 간주할 수 있는 그래프안에 시간에 따라 또는 점 속도 전달 함수의 변화 그래프로안에 . 따라서 점의 호좌표 값 그래프는 다음과 같습니다.안에 푸셔는 종속성을 그래픽으로 통합하여 구축됩니다(그림 23.1 참조).에, 비 ); 척도는 강의 22에 주어진 공식을 사용하여 계산됩니다.

직선으로 움직이는 푸셔가 있는 메커니즘의 경우 그래프를 구성할 때 모든 선형 치수는 제외됩니다.같은 규모로 (그림에서 어느 23.3,비 그림에서 동일하게 간주됩니다. 23.1,비 ). 그림에서 푸셔 2의 길이입니다. 23.3,비 세그먼트로 표시되며 점 속도의 전달 함수안에 - 공식(23.1) 중 하나를 사용하여 계산된 세그먼트.

점 궤적의 초기 위치에서안에 규모에 따라 호 좌표는 그림 1의 그래프를 사용하여 그려집니다. 23.1비 ; 예를 들어 등등 (그림 23.3 참조,비 ). 제거 단계의 세그먼트(위치 0~5)는 속도에 수직으로 구성됩니다. 푸셔를 따라 그리고 이러한 세그먼트를 구성하는 규칙에 따라(그림 22.2 참조) V ), 점 궤적의 왼쪽안에 캠의 회전 방향이 시계 반대 방향이기 때문입니다. 제거 단계에 대한 그래프는 전달 함수 세그먼트의 끝점을 통과합니다(그림 23.3 참조).비 ). 극점에서 푸셔를 제거하는 단계의 조건과 결과 그래프를 충족하기 위해 두 개의 경계선이 각각 직선에 대해 각도를 이루고 푸셔에 수직으로 해당 위치에 그리고 따라서 방향에 평행하게 그려집니다. 푸셔의 이러한 위치에서의 속도).

해당 영역에서 캠의 회전 중심을 선택하면나 , 교차점 아래의 경계선에 의해 형성됩니다(그림 23.3 참조).비 ), 캠이 시계 반대 방향으로 회전하면 압력 각도가 허용 값 ()을 초과하지 않습니다. 캠이 반전될 때(시계 방향으로 회전할 때)에도 이를 제공하기 위해 푸셔가 단계적으로 제거될 때(그림 23.3 참조)비 ), 세그먼트 구성 규칙을 사용하여 그래프 0의 오른쪽을 구성합니다. D에서는 (그림 22.2, d 참조) ). 특정 각도의 점에서 직선(세그먼트에 수직)으로 그려진 경계선은 점을 제공합니다. 0 (그림 23.3,비 ). 이 광선은 그래프와 교차하면 안 됩니다.

쌀. 23.3

지역 II , 교차점 아래의 경계선에 의해 형성됩니다(그림 23.3 참조).비 ) - 역방향 모드에서 캠 회전 중심의 허용 위치 영역입니다. 이 영역 내에서 캠의 회전 중심을 설정하면 메커니즘의 모든 위치에서 필요한 설계 조건이 충족됩니다.

설계 조건이 메커니즘의 최소 치수인 경우 중심은 0 캠의 회전은 광선의 교차점에 할당됩니다(그림 23.3 참조).비 ). 중심 거리가 지정되면 캠의 회전 중심은 반경 호(예: 한 지점)에서 선택됩니다. 그 다음에. 이 경우 회전 중심은 반드시 영역 내에 있어야 합니다. II . 결과적인 초기 반경(또는)은 캠, 샤프트 및 롤러의 강도를 보장하기에 충분해야 합니다.

전달 함수 세그먼트의 특성에 따라 회전 중심에서 그은 직선 사이의 각도 0 세그먼트에 수직인 직선 그래프의 임의의 지점으로, 따라서 압력 각도와 동일한 속도와 평행합니다.나 메커니즘의 위치 (그림 22.2 참조, CD ). 다양한 위치에서 압력각을 결정한 후 캠 메커니즘의 역방향 작동 모드에 대한 조건이 충족되었음을 보여주는 그래프가 구성됩니다. (그림 23.3 참조, G )

캠 프로파일의 구성.

두 번째 설계 단계(캠 프로파일 구성)를 수행하기 위한 초기 데이터는 점의 호 좌표 그래프입니다.안에 푸셔 2(그림 23.3 참조, V ), 캠의 초기 반경과 첫 번째 단계에서 발견된 중심 거리(그림 23.3 참조)비).

캠 프로파일을 구성하려면 모션 반전 방법이 사용됩니다. 회전 캠을 조건부로 중지하려면(그림 23.3, a 참조) 전체 메커니즘이 축을 중심으로 회전합니다. 0 각속도는 캠의 각속도와 절대값이 동일하지만 반대 방향으로 향합니다. 역방향으로 움직이는 고정 기둥 3은 각속도를 받습니다. 이 속도에서 스탠드에 속한 세그먼트는 일반적으로 인종 화살표를 따라 회전합니다. 모션 반전 방정식의 형식은 다음과 같습니다.

(23.3)

역방향으로 포인트를와 함께 반경이 있는 원을 설명합니다. 건설 규모(그림 23.3 참조)디 ). 이 원의 임의의 지점에 중심의 초기 위치를 표시하십시오.와 함께 푸셔를 돌리는 중. 그런 다음 방정식 (23.3)에 따라 세그먼트는운영체제 캠의 회전 각도와 절대값이 동일한 각도로 랙의 역방향 이동 방향으로 회전하고 궤적에 점을 표시합니다.와 함께 그녀의 위치. 표시된 각 위치에 대해 반경의 호가 그려지고 반경의 원에 위치한 점 등에서 호 좌표가 표시됩니다. 포인트들안에 미는 사람. 이를 위해 그림 1의 그래프를 사용합니다. 23.3, V . 부드러운 곡선으로 연결된 점은 캠의 중심 프로파일을 형성합니다(그림 23.3 참조).디 ). 중앙 프로파일과 등거리에 있는 구조 프로파일의 구성은 그림 1에서 수행된 구성과 유사하게 수행됩니다. 23.2, V .

위에서 설명한 설계 방법은 롤러 종동부를 갖는 캠 메커니즘뿐만 아니라 푸셔 2의 끝이 둥근 메커니즘에도 사용됩니다(그림 22.1 참조).비 ). 이러한 메커니즘에서 캠의 구조적 프로파일은 중심 프로파일과 등거리에 있으며 그 점은 라운딩 곡률 반경과 동일한 거리로 중심 프로파일로부터 이격되어 있습니다.

강의용 시험문제 N 22와 N 23.

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캠 메커니즘의 장점

VKP를 사용하는 모든 메커니즘은 소규모로 연결되어 있으므로 기계 전체의 크기를 줄일 수 있습니다.

합성 및 디자인이 용이합니다.

VCP를 사용하는 메커니즘은 전달 기능을 더욱 정확하게 재현합니다.

출력 링크의 다양한 운동 법칙을 제공합니다.

VKP가 포함된 메커니즘에는 힘 또는 기하학적 폐쇄가 있어야 합니다.

VCP의 접촉력은 NCP보다 훨씬 높기 때문에 마모가 발생합니다. 2개의 프로파일이 모양을 잃어 결과적으로 주요 이점이 됩니다.

캠 프로파일 처리가 어렵습니다.

고속으로 작동할 수 없고 큰 힘을 전달할 수 없습니다.

캠 메커니즘의 주요 매개변수

캠 프로파일은 두 개의 동심원으로 이루어진 호와 한 원에서 다른 원으로 전환되는 곡선으로 구성될 수 있습니다.

대부분의 캠 메커니즘은 주기가 동일한 순환 메커니즘입니다. 캠이 회전하면 푸셔가 상하 위치에서 정지하면서 왕복 또는 왕복 회전 운동을 합니다. 따라서 푸셔 이동 주기에서는 일반적으로 멀어짐, 멀리 서 있음(또는 서 있음), 접근 및 가까이 서기의 4단계로 구분할 수 있습니다. 이에 따라 캠 회전 각도 또는 위상 각도는 다음과 같이 나뉩니다.

제거(상승) 각도

먼(상부) 스탠드의 각도

접근 각도(하강)

니어(하부) 스탠드의 각도.

세 각도의 합이 작용각이라는 각도를 형성합니다.

특별한 경우에는 상단 및 하단 높이의 각도가 누락될 수 있습니다.

메커니즘 캠의 특징은 두 가지입니다.

중심(또는 이론)

건설적(또는 작동 중).

아래에 건설적인캠의 외부 작업 프로파일을 나타냅니다.

이론 또는 중심캠 좌표계에서 롤러가 캠의 구조적 프로파일을 따라 이동할 때 롤러의 중심(또는 푸셔의 작업 프로파일의 반올림)을 설명하는 프로파일입니다.

단계캠의 회전 각도라고 합니다.

프로필 각도현재 위상 각도에 해당하는 이론적 프로파일의 현재 작동 지점의 각도 좌표라고 합니다. 일반적으로 위상각은 프로파일 각도와 동일하지 않습니다.

푸셔의 움직임과 캠의 회전 각도는 리프팅 단계의 시작부터 계산됩니다. 캠의 회전 중심에서 떨어진 롤러 중심의 가장 낮은 위치에서. 이 거리를 - 초기 반경또는 제로 초기 와셔의 반경이고 캠 중심 프로파일의 최소 반경 벡터와 일치합니다.

출력 링크의 최대 변위를 호출합니다. 푸셔 스트로크.

푸셔의 축외 - 편심 - 병진 이동 푸셔가 있는 캠의 경우.

중심 거리 - 캠 회전 중심과 로커 암 고정 지점 사이의 거리 - 로커 푸셔가 있는 캠의 경우.

압력각은 접촉점에서의 속도와 프로파일의 법선(즉, 힘의 방향) 사이의 각도입니다. 일반적으로 이 각도는 또는로 지정됩니다. 그리고 한 접촉 지점에서 두 프로파일은 서로 다른 압력 각도를 갖습니다.

마찰을 고려하지 않고 힘은 프로파일 접촉점의 공통 법선을 따라 전달됩니다. 따라서 캠 메커니즘에서 압력각은 캠의 중심 프로파일에 대한 법선과 롤러 중심의 속도 사이의 각도입니다.

캠 메커니즘의 치수는 운동학적, 동적 및 구조적 조건에 따라 결정됩니다.

운동학적 조건 – 푸셔의 주어진 운동 법칙을 재현합니다.
동적 – 높은 효율성을 보장하고 전파 방해 없음을 보장합니다.
구조적 – 메커니즘의 최소 치수, 강도 및 내마모성을 보장합니다.

푸셔 속도 아날로그의 기하학적 해석

캠과 푸셔가 VCP를 구성합니다. 푸셔는 병진 이동하므로 속도는 가이드와 평행합니다. 캠은 회전 운동을 수행하므로 속도는 현재 지점의 회전 반경에 수직으로 향하고 프로파일의 상대 슬라이딩 속도는 공통 접선을 따라 향합니다.

여기서 a는 중심선과 접촉하는 지점에서 프로파일에 대한 법선의 교차점에 위치한 VCP의 결합 극입니다. 왜냐하면 푸셔는 병진 이동하며 회전 중심은 무한대에 놓이고 중심선은 캠 중심을 통해 속도에 수직으로 이어집니다.

속도 삼각형은 서로 수직인 변을 가진 삼각형과 유사합니다. 해당 변의 비율은 일정하고 유사성 계수와 동일합니다.

저것들. 푸셔 속도의 아날로그는 푸셔 속도에 수직인 세그먼트로 표시되며, 이는 접촉 법선과 평행하고 캠 중심을 통과하는 직선으로 절단됩니다.

합성 공식: 푸셔의 속도에 수직인 롤러 중심에서 그려진 광선의 연속에서 길이의 세그먼트가 점에서 떨어져 설정되고 접촉 법선에 평행한 직선이 이 세그먼트의 끝을 통해 그려집니다. , 그러면 이 직선은 구동링크(캠)점의 회전중심을 통과하게 됩니다.

따라서 푸셔 속도의 유사성을 나타내는 세그먼트를 얻으려면 푸셔 속도 벡터가 캠의 회전 방향으로 회전되어야 합니다.

캠 메커니즘의 작동에 대한 압력각의 영향

다른 조건이 동일할 경우 캠의 초기 반경이 감소하면 압력각이 증가합니다. 압력각이 증가하면 메커니즘 링크에 작용하는 힘이 증가하고 메커니즘의 효율성이 감소하며 자체 제동(메커니즘의 걸림) 가능성이 발생합니다. 구동 링크(캠)의 어떤 힘도 구동 링크(푸셔)를 제자리에서 이동할 수 없습니다. 따라서 캠 메커니즘의 안정적인 작동을 보장하려면 모든 위치의 압력 각도가 특정 허용 값을 초과하지 않도록 주요 치수를 선택해야 합니다.

로커 푸셔가 있는 캠 메커니즘의 주요 치수를 결정할 때 메커니즘의 모든 위치에서 압력 각도가 초과하지 않는 것으로 충분하며, 점진적으로 움직이는 롤러 푸셔가 있는 캠 메커니즘의 경우 압력이 메커니즘 위치의 각도가 초과되지 않습니다.

캠 메커니즘의 합성. 합성 단계

캠 메커니즘을 합성할 때뿐만 아니라 메커니즘을 합성할 때도 여러 가지 문제가 해결되며 그 중 두 가지가 TMM 과정에서 고려됩니다. 블록 다이어그램메커니즘 링크의 주요 치수(캠 프로파일 포함) 결정.

합성의 첫 번째 단계는 구조적입니다.블록 다이어그램은 메커니즘의 링크 수를 결정합니다. 운동학적 쌍의 수, 유형 및 이동성; 중복 연결 수 및 로컬 이동성. 구조적 합성 중에 메커니즘 다이어그램에 각 중복 연결과 로컬 이동성의 도입을 정당화하는 것이 필요합니다. 구조 다이어그램을 선택할 때 결정 조건은 지정된 모션 변환 유형, 입력 및 출력 링크 축 위치입니다. 메커니즘의 입력 동작은 출력으로 변환됩니다(예: 회전에서 회전으로, 회전에서 병진으로 등). 축이 평행하면 플랫 메커니즘 다이어그램이 선택됩니다. 축을 교차하거나 교차하는 경우 공간 다이어그램을 사용할 필요가 있습니다. 운동 메커니즘에서는 하중이 작으므로 끝이 뾰족한 푸셔를 사용할 수 있습니다. 동력 메커니즘에서는 내구성을 높이고 마모를 줄이기 위해 메커니즘 회로에 롤러가 도입되거나 가장 높은 쌍의 접촉 표면의 곡률 감소 반경이 증가합니다.

합성의 두 번째 단계는 미터법입니다.이 단계에서는 메커니즘 링크의 주요 치수가 결정되어 메커니즘의 운동 변환 법칙 또는 지정된 전달 함수를 제공합니다. 위에서 언급했듯이 전달 함수는 메커니즘의 순전히 기하학적 특성이므로 미터법 합성 문제는 시간이나 속도와 무관한 순전히 기하학적 문제입니다. 미터법 합성 문제를 해결할 때 설계자를 안내하는 주요 기준은 다음과 같습니다. 치수 및 결과적으로 질량을 최소화합니다. 상부 증기의 압력각을 최소화하고; 기술적으로 진보된 캠 프로파일 형태를 얻습니다.

롤러 반경 선택 (푸셔 작업 영역 반올림)

롤러 반경을 선택할 때 다음 사항을 고려합니다.

롤러는 간단한 부품으로 가공이 간단합니다(회전시킨 후 열처리하고 연삭). 따라서 표면의 높은 접촉강도를 확보할 수 있습니다. 캠에서는 작업 표면의 복잡한 구성으로 인해 이를 보장하기가 더 어렵습니다. 따라서 일반적으로 롤러의 반경은 구조 프로파일의 초기 와셔 반경보다 작으며 이론적인 캠 프로파일의 초기 와셔 반경이 있는 관계를 만족합니다. 이 비율을 준수하면 캠과 롤러 모두에 대해 거의 동일한 접촉 강도가 보장됩니다. 롤러는 접촉 강도가 더 크지만 반경이 더 작기 때문에 더 빠른 속도로 회전하고 표면의 작동 지점이 더 많은 접촉에 관여합니다.

캠의 구조적 프로파일은 뾰족하거나 절단되어서는 안 됩니다. 따라서 이론적 캠 프로파일의 최소 곡률 반경인 롤러 반경 선택에 제한이 적용됩니다.

범위의 표준 직경 범위에서 롤러 반경을 선택하는 것이 좋습니다. 롤러 반경이 증가하면 푸셔의 크기와 무게가 증가하고 메커니즘의 동적 특성이 악화된다는 점(고유 진동수 감소)을 고려해야 합니다. 롤러 반경을 줄이면 캠 크기와 무게가 늘어납니다. 롤러 회전 속도가 증가하고 내구성이 감소합니다.

강의 17-18

L-17요약: 캠 메커니즘의 목적과 범위, 주요 장점과 단점. 캠 메커니즘의 분류. 캠 메커니즘의 기본 매개변수. 캠 메커니즘의 구조. 캠 메커니즘 작동의 사이클로그램.

1-18 요약:푸셔 운동의 일반적인 법칙. 더 높은 운동학 쌍에서 동작을 전달하는 동안 메커니즘의 성능과 압력 각도에 대한 기준입니다. 메트릭 합성 문제에 대한 설명입니다. 합성 단계. 점진적으로 움직이는 푸셔를 갖춘 캠 메커니즘의 미터법 합성.

통제 질문.

캠 메커니즘:

쿨라치코프더 높은 운동학적 쌍을 갖춘 3링크 메커니즘이라고 하는 입력 링크를 캠이라고 하고 출력 링크를 푸셔(또는 로커 암)라고 합니다. 종종 더 높은 쌍의 미끄럼 마찰을 구름 마찰로 대체하고 캠과 푸셔의 마모를 줄이기 위해 메커니즘 설계에 추가 링크(롤러 및 회전 운동학 쌍)가 포함됩니다. 이 운동학적 쌍의 이동성은 메커니즘의 전달 함수를 변경하지 않으며 로컬 이동성입니다.

목적과 범위:

캠 메커니즘은 캠의 회전 또는 병진 운동을 종동체의 왕복 운동으로 변환하도록 설계되었습니다. 동시에 두 개의 움직이는 링크가 있는 메커니즘에서는 복잡한 법칙에 따른 운동 변형을 실현하는 것이 가능합니다. 중요한 이점캠 메커니즘은 출력 링크의 정확한 정렬을 보장하는 기능입니다. 이러한 장점으로 인해 가장 단순한 순환 자동화 장치(캠샤프트)와 기계 컴퓨팅 장치(산술계, 달력 메커니즘)에서의 광범위한 사용이 결정되었습니다. 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 이동, 즉 푸셔의 스트로크만 제공합니다. 이 경우, 이 움직임이 수행되는 법칙은 작동 조건 및 제조 기술에 따라 일련의 표준 운동 법칙 중에서 선택됩니다.

캠 메커니즘의 분류:

캠 메커니즘은 다음 기준에 따라 분류됩니다.

공간 내 링크의 위치별

공간적
평평한

캠 움직임으로

회전
진보적인

출력 링크의 움직임으로

왕복식(푸셔 포함)
왕복 회전(로커 암 포함)

비디오 가용성에 따라

롤러 포함
롤러 없이

캠 종류에 따라

디스크(플랫)
원통형

출력 링크의 작업 표면 모양에 따라

평평한
뾰족한
원통형
구의

가장 높은 쌍의 요소를 닫는 방법으로

힘
기하학적

강제 폐쇄 중에 푸셔는 푸셔에 있는 캠의 접촉면의 작용에 의해 제거됩니다(구동 링크는 캠, 구동 링크는 푸셔). 접근 시 푸셔의 움직임은 스프링의 탄성력이나 푸셔의 무게에 의한 힘으로 이루어지며, 캠은 구동링크가 아닙니다. 기하학적 폐쇄를 사용하면 멀어질 때 푸셔의 움직임은 푸셔에 있는 캠의 외부 작업 표면의 작용에 의해 수행되고, 접근할 때는 푸셔에 있는 캠의 내부 작업 표면의 작용에 의해 수행됩니다. 두 가지 이동 단계 모두에서 캠이 선두 링크이고 푸셔가 구동 링크입니다.

캠 메커니즘 작동의 사이클로그램

쌀. 2

대부분의 캠 메커니즘은 주기가 2p인 순환 메커니즘입니다. 푸셔 이동 주기에서는 일반적으로 4단계로 구분할 수 있습니다(그림 2): 가장 가까운 것(캠 회전 중심을 기준으로)에서 가장 먼 위치로 이동, 가장 먼 위치(또는 가장 먼 위치에 서기) , 가장 가깝고 가장 가까운 위치에서 가장 먼 위치에서 돌아옵니다(가장 가까운 위치에 서기). 이에 따라 캠 회전 각도 또는 위상 각도는 다음과 같이 나뉩니다.

오프셋 각도 제이와이
멀리 서있는 각도 제이디
복귀 각도 j in
거의 서있는 각도 jb .

양 ∅y + ∅d + ∅v작업 각도라고 하며 지정됩니다. ψr.그러므로,

∅y + ∅d + ∅c = ∅r.

캠 메커니즘의 주요 매개변수

메커니즘 캠은 중심(또는 이론)과 구성이라는 두 가지 프로파일이 특징입니다. 아래에 건설적인캠의 외부 작업 프로파일을 나타냅니다. 이론 또는 중심캠 좌표계에서 롤러가 캠의 구조적 프로파일을 따라 이동할 때 롤러의 중심(또는 푸셔의 작업 프로파일의 반올림)을 설명하는 프로파일입니다. 위상각을 캠의 회전각이라고 합니다. 프로필 각도 디현재 위상 각도에 해당하는 이론적 프로파일의 현재 작동 지점의 각도 좌표입니다. 지.
일반적으로 위상각은 프로파일 각도와 동일하지 않습니다. 지디.
그림에서. 그림 17.2는 두 가지 유형의 출력 링크, 즉 병진 운동이 있는 오프축과 스윙(왕복 회전 운동)이 있는 플랫 캠 메커니즘의 다이어그램을 보여줍니다. 이 다이어그램은 플랫 캠 메커니즘의 주요 매개변수를 보여줍니다.

그림 17.2에서:

이론적 캠 프로파일은 일반적으로 ri = f(di) 관계식으로 극좌표로 표시됩니다.
여기서 ri는 캠의 이론적 프로파일 또는 중심 프로파일의 현재 지점의 반경 벡터입니다.

캠 메커니즘의 구조

롤러가 있는 캠 메커니즘에는 서로 다른 두 가지 동작이 있습니다. 기능적 목적: 승 0 = 1 - 주어진 법칙에 따라 움직임의 변형이 수행되는 메커니즘의 주요 이동성, Wm = 1 - 더 높은 쌍의 슬라이딩 마찰을 롤링 마찰로 대체하기 위해 메커니즘에 도입된 로컬 이동성.

캠 메커니즘의 운동학적 분석

캠 메커니즘의 운동학적 분석은 위에서 설명한 방법 중 하나로 수행할 수 있습니다. 출력 링크의 일반적인 운동 법칙을 사용하여 캠 메커니즘을 연구할 때 운동 다이어그램 방법이 가장 자주 사용됩니다. 이 방법을 적용하려면 운동학 다이어그램 중 하나를 정의해야 합니다. 운동학적 분석 중에 캠 메커니즘이 지정되므로 운동학적 다이어그램과 캠 구조 프로파일의 모양이 알려져 있습니다. 변위 다이어그램은 다음 순서로 구성됩니다(축을 벗어나 병진 이동하는 푸셔가 있는 메커니즘의 경우).

롤러의 반경과 동일한 반경을 가진 원 계열이 구성되어 캠의 구조적 프로파일에 접합니다. 이 계열의 원 중심은 부드러운 곡선으로 연결되고 캠의 중심 또는 이론적 프로파일이 얻어집니다.
반지름의 원은 결과 중심 프로파일에 맞습니다. r0 및 r0 +hAmax , 이심률의 크기가 결정됩니다. 이자형
반경 원호와 일치하지 않는 영역의 크기 r0 및 r0 +hAmax , 위상각 jwork, jу, jдв 및 jс가 결정됩니다.
원호 아르 자형 작동 위상 각도에 해당하는 는 여러 개의 개별 섹션으로 나뉩니다. 분할 점을 통해 편심 반경의 원에 접선으로 직선이 그려집니다 (이 선은 캠을 기준으로 움직일 때 푸셔 축의 위치에 해당합니다)
이 직선에서는 중심 프로파일과 반경 원 사이에 위치한 세그먼트가 측정됩니다. r 0 ; 이 세그먼트는 푸셔 롤러 중심의 움직임에 해당합니다. SBi
수신된 움직임을 기반으로 SBi 푸셔 롤러 중심의 위치 함수 다이어그램이 구성됩니다. SВi= f(j1)

그림에서. 그림 17.4는 중앙(e=0) 병진 이동 롤러 종동자를 갖는 캠 메커니즘의 위치 함수를 구성하는 다이어그램을 보여줍니다.

푸셔 운동의 일반적인 법칙 .

캠 메커니즘을 설계할 때 푸셔의 운동 법칙은 표준 메커니즘 세트에서 선택됩니다.

일반적인 운동법칙은 하드 충격과 연성 충격이 있는 법칙과 충격이 없는 법칙으로 구분됩니다. 동적 하중의 관점에서 충격 없는 법칙이 바람직합니다. 그러나 이러한 운동 법칙을 지닌 캠은 더 정확하고 복잡한 장비가 필요하기 때문에 기술적으로 더 복잡하며, 따라서 제조 비용이 훨씬 더 많이 듭니다. 강한 영향을 미치는 법칙은 적용이 매우 제한적이며 저속 및 낮은 내구성의 중요하지 않은 메커니즘에 사용됩니다. 정확성과 내구성에 대한 엄격한 요구 사항이 있는 고속 이동 메커니즘에서는 충격 없는 법칙을 갖춘 캠을 사용하는 것이 좋습니다. 가장 널리 퍼져 있는 것은 부드러운 충격을 받는 운동 법칙이며, 이를 통해 제조 비용과 비용의 합리적인 조합을 보장할 수 있습니다. 성능 특성기구.

일반적으로 운동 다이어그램 방법을 사용하여 운동 법칙 유형을 선택한 후 메커니즘에 대한 기하학적 운동학적 연구가 수행되고 푸셔의 운동 법칙과 첫 번째 전달 함수의 사이클당 변화 법칙이 결정됩니다. (보다. 강의 3-운동학 다이어그램 방법).

표 17.1

시험을 위해

모션 전달 중 성능 기준 및 압력 각도 V 더 높은 운동학적 쌍.

압력각법선의 위치를 정의합니다. p-p속도 벡터와 구동 링크의 접촉점을 기준으로 가장 높은 기어박스에서(그림 3, 에, 비). 그 값은 메커니즘의 크기, 전달 함수 및 푸셔의 움직임에 따라 결정됩니다. 에스 .

모션 전달 각도 γ- 벡터 사이의 각도 υ 2그리고 υ 상대.접촉 지점에 위치한 푸셔 지점의 절대 및 상대(캠에 상대적) 속도 ㅏ(그림 3, a, b):

캠과 푸셔 사이의 마찰력을 무시하면 푸셔를 구동하는 힘(구동력)은 압력입니다. 큐해당 지점에서 푸셔에 적용된 캠 ㅏ그리고 공통수선을 따라 방향을 잡는다 p-p캠 및 팔로어 프로필에. 권력을 무너뜨리자 큐서로 수직인 구성 요소로 질문 1그리고 큐 2, 그 중 첫 번째는 속도 방향으로 향합니다. υ 2.힘 질문 1푸셔에 가해지는 모든 유용한(기술 작업 수행과 관련된) 저항과 유해한(마찰력) 저항을 극복하면서 푸셔를 움직입니다. 힘 Q 2푸셔와 스탠드에 의해 형성된 운동학적 쌍의 마찰력을 증가시킵니다.

당연히 각도가 줄어들수록 γ 힘 질문 1감소 및 강도 큐 2 증가합니다. 특정 각도에서 γ 그 힘이 밝혀질 수도 있다 질문 1푸셔에 가해지는 모든 저항을 극복할 수 없으며 메커니즘이 작동하지 않습니다. 이 현상을 방해메커니즘과 각도 γ , 이것이 발생하는 각도를 쐐기 각도라고 합니다. γ 씰

캠 메커니즘을 설계할 때 압력각의 허용값이 지정됩니다. 추가의, 조건 충족 보장 γ ≥ γ분 > γ 닫기 , 즉, 현재 각도 γ 캠 메커니즘의 어느 지점에서도 최소 전달 각도는 다음보다 작아서는 안 됩니다. γm ~에 방해 각도를 크게 초과합니다. γ 가까운 .

점진적으로 움직이는 푸셔가 있는 캠 메커니즘의 경우 권장됩니다. γ 최소 = 60°(그림 3, ㅏ) 그리고 γ 최소 = 45°- 회전 푸셔가 있는 메커니즘(그림 3, 비).

캠 메커니즘의 주요 치수 결정.

캠 메커니즘의 치수는 상단 쌍의 허용 압력 각도를 고려하여 결정됩니다.

캠의 회전중심 위치가 만족해야 하는 조건 에 대한 1 : 프로파일의 모든 지점에서 제거 단계 중 압력 각도는 허용 값보다 작아야 합니다. 따라서 점 위치의 면적을 그래픽으로 에 대한 1 푸셔에 속하는 중앙 프로필 지점의 가능한 속도 벡터에 허용되는 압력 각도로 그려진 직선군에 의해 결정될 수 있습니다. 푸셔와 로커 암에 대한 위의 그래픽 해석이 그림 1에 나와 있습니다. 17.5. 제거 단계에서는 종속성 다이어그램이 구성됩니다. 에스 비 = f(j1).로커 지점부터 안에 반경이 있는 원호를 따라 움직인다 BC주, 로커 암이 있는 메커니즘의 경우 다이어그램은 곡선 좌표로 구성됩니다. 다이어그램의 모든 구성은 동일한 규모로 수행됩니다. m l = m Vq = m S .

모든 메커니즘의 합성에서와 같이 캠 메커니즘을 합성할 때 여러 가지 문제가 해결되며 그 중 두 가지가 TMM 과정에서 고려됩니다.
구조 다이어그램 선택 및 메커니즘 링크의 주요 치수 결정(캠 프로파일 포함)

합성 단계

미터법 합성 문제에 대한 설명

주어진:
메커니즘의 블록 다이어그램 출력 링크의 운동 법칙 에스 비 = 에프(j1)
또는 그 매개변수 - 시간 비, jwork = jу + jdv + jс, 허용 압력각 - |J|
추가 정보: 롤러 반경 아르 자형 p, 캠 샤프트 직경 디 c, 편심 이자형(푸셔가 점진적으로 움직이는 메커니즘의 경우) , 중심 거리 ㅏ Wi 및 로커 길이 엘 BC(출력 링크가 왕복 회전하는 메커니즘의 경우).

정의하다:
초기 캠 와셔의 반경 아르 자형 0 ; 롤러 반경 아르 자형 0 ; 캠의 중심 좌표와 구조적 프로파일 r i = f(디)
지정되지 않은 경우 편심 e 및 중심 거리 ㅏ 승.

허용 압력각에 따른 캠 메커니즘 설계 알고리즘

음영지역에서는 센터선택이 가능합니다. 또한 메커니즘의 최소 크기를 보장하는 방식으로 선택해야 합니다. 최소 반경 r 1 * 결과 영역의 꼭지점을 연결하면 점을 얻습니다. 약 1* , 원산지와 함께. 이렇게 반경을 선택하면 제거 단계 중 프로파일의 어느 지점에서나 압력 각도가 허용 각도보다 작거나 같습니다. 단, 캠은 편심하게 제작해야 합니다. 이자형* . 편심률이 0인 경우 초기 와셔의 반경은 점에 의해 결정됩니다. 오e0 . 반경은 다음과 같습니다. r 0 즉, 최소값보다 훨씬 더 많습니다. 출력 링크(로커 암)의 경우 최소 반경도 유사하게 결정됩니다. 캠 스타터 반경 r 1aw 주어진 중심 거리에서 앗 , 점에 의해 결정됨 약 1aw , 반경 aw의 호와 해당 지역의 경계의 교차점입니다. 일반적으로 캠은 한 방향으로만 회전하지만 수리 작업을 수행할 때는 캠 샤프트의 역방향 이동 가능성을 보장하기 위해 반대 방향으로 캠을 회전할 수 있는 것이 바람직합니다. 이동 방향을 변경하면 제거 및 접근 단계의 위치가 변경됩니다. 따라서 역방향으로 움직이는 캠의 반경을 선택하려면 가능한 두 가지 제거 단계를 고려해야 합니다. 즉, 두 개의 다이어그램을 구성해야 합니다. 에스 비= 에프(j1)가능한 각 이동 방향에 대해. 가역 캠 메커니즘의 반경 및 관련 치수 선택은 그림 1의 다이어그램에 설명되어 있습니다. 17.6.

이 사진에서:

r 1- 초기 캠 와셔의 최소 반경;
r 1е- 주어진 편심에서 초기 와셔의 반경;
r 1aw- 주어진 중심 거리에서 초기 와셔의 반경;
아 0- 최소 반경에서의 중심 거리.

롤러 반경 선택

캠 메커니즘 설계

요약: 캠 메커니즘. 목적과 범위. 캠 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 영역 반올림)

캠 메커니즘

많은 기계의 작동 과정에서는 구성에 메커니즘이 있어야 하며, 출력 링크의 이동은 주어진 법칙에 따라 엄격하게 수행되고 다른 메커니즘의 이동과 조정되어야 합니다. 이 작업을 수행하기 위한 가장 간단하고 안정적이며 컴팩트한 장치는 캠 메커니즘입니다.

쿨라치코프라고 해요입력 링크가 호출되는 더 높은 운동학적 쌍을 갖춘 3링크 메커니즘 주먹그리고 쉬는 날은 미는 사람(또는 로커).

주먹으로가변 곡률의 표면 형태로 만들어진 더 높은 운동학적 쌍의 요소가 속하는 링크라고 합니다.

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

종종 더 높은 쌍의 미끄럼 마찰을 구름 마찰로 대체하고 캠과 푸셔의 마모를 줄이기 위해 메커니즘 설계에 추가 링크(롤러 및 회전 운동학 쌍)가 포함됩니다. 이 운동학적 쌍의 이동성은 메커니즘의 전달 함수를 변경하지 않으며 로컬 이동성입니다.

출력 링크(푸셔)의 움직임을 이론적으로 정확하게 재현합니다. 전달 함수에 의해 지정된 푸셔의 이동 법칙은 캠 프로파일에 의해 결정되며 캠 메커니즘의 주요 특성이며 기능적 특성은 물론 동적 및 진동 품질이 좌우됩니다. 캠 메커니즘의 설계는 푸셔의 운동 법칙 지정, 구조 다이어그램 선택, 기본 및 전체 치수 결정, 캠 프로파일 좌표 계산 등 여러 단계로 나뉩니다.

목적과 범위

캠 메커니즘은 캠의 회전 또는 병진 운동을 종동체의 왕복 운동으로 변환하도록 설계되었습니다. 캠 메커니즘의 중요한 장점은 출력 링크의 정확한 정렬을 보장하는 기능입니다. 이러한 장점으로 인해 가장 단순한 순환 자동화 장치 및 기계 컴퓨팅 장치(산술계, 달력 메커니즘)에서 널리 사용됩니다. 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 이동, 즉 푸셔의 스트로크만 제공합니다. 이 경우, 이 움직임이 수행되는 법칙은 작동 조건 및 제조 기술에 따라 일련의 표준 운동 법칙 중에서 선택됩니다.

캠 푸셔의 운동 법칙 선택

푸셔의 운동 법칙푸셔의 움직임(선형 또는 각도) 기능과 시간 또는 일반화된 좌표(리딩 링크의 움직임)와 관련하여 취한 파생물 중 하나라고 합니다. 동적 관점에서 캠 메커니즘을 설계할 때는 푸셔 가속도 변화의 법칙을 토대로 진행하는 것이 좋습니다. 왜냐하면 가속도가 메커니즘 작동 중에 발생하는 관성력을 결정하기 때문입니다.

다음과 같은 특징을 특징으로 하는 세 가지 운동 법칙 그룹이 있습니다.

1. 푸셔의 움직임에 강한 충격이 수반되며,

2. 푸셔의 움직임은 부드러운 타격을 동반하며,

3. 푸셔가 충격 없이 움직입니다.

생산 조건에서는 푸셔가 일정한 속도로 움직여야 하는 경우가 많습니다. 급격한 속도 변화 대신에 이러한 푸셔의 운동 법칙을 적용하면 이론적으로 가속도는 무한대에 도달하고 동적 하중도 무한히 커야 합니다. 실제로는 링크의 탄성으로 인해 무한히 큰 동적 하중을 얻지 못하지만 그 크기는 여전히 매우 큰 것으로 나타납니다. 이러한 충격을 "하드"라고 하며 저속 메커니즘과 낮은 푸셔 무게에서만 허용됩니다.

속도 기능에 불연속성이 없지만 푸셔의 가속 기능(또는 가속과 유사한 기능)이 불연속성을 겪는 경우 캠 메커니즘의 작동에 부드러운 충격이 수반됩니다. 유한한 값에 의한 가속도의 순간적인 변화는 동적 힘의 급격한 변화를 일으키며 이는 충격의 형태로도 나타납니다. 그러나 이러한 파업은 덜 위험합니다.

캠 메커니즘은 충격 없이 원활하게 작동합니다. 푸셔의 속도 및 가속 기능이 중단되지 않으면 부드럽게 변경되며 이동 시작 및 끝의 속도 및 가속도가 0과 같습니다.

푸셔의 운동 법칙은 분석 형식(방정식 형식)과 그래픽 형식(다이어그램 형식)으로 지정할 수 있습니다. 코스 프로젝트의 과제에서 푸셔 롤러 중심의 가속도 유사 변화 법칙은 다이어그램 형태로 제공됩니다.

푸셔 가속도와 유사하게 균일하게 가속되는 변화 법칙; 균일하게 가속되는 푸셔 동작 법칙을 통해 설계된 캠 메커니즘은 각 간격의 시작과 끝에서 부드러운 충격을 경험하게 됩니다.

가속도의 아날로그를 변경하는 삼각법칙은 캠 메커니즘의 충격 없는 작동을 보장합니다.

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

가속도 아날로그 변화의 정현파 법칙. 가장 뛰어난 움직임의 부드러움을 제공합니다(속도와 가속도뿐만 아니라 고차 미분도 부드럽게 변화하는 것이 특징). 그러나 이 운동 법칙의 경우 최대 가속도는 동일합니다. 위상각푸셔의 스트로크는 균일하게 가속되고 가속도 유사체의 사다리꼴 변화 법칙의 경우보다 더 큰 것으로 나타났습니다. 이 운동 법칙의 단점은 상승 시작 시 속도가 증가하고 결과적으로 상승 자체가 느리게 발생한다는 것입니다.

가속도 아날로그의 코사인 변화 법칙은 푸셔 스트로크의 시작과 끝에서 부드러운 충격을 유발합니다. 그러나 코사인 법칙에 따르면 스트로크 시작 부분에서는 속도가 급격하게 증가하고 끝 부분에서는 급격하게 감소하므로 많은 캠 메커니즘을 작동할 때 바람직합니다.

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

캠 메커니즘의 주요 치수는 다음과 같이 결정됩니다. 운동학적, 동적 및 구조적정황. 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, 즉 접촉 운동 쌍의 마모에 대한 저항에 따라 결정됩니다. 설계된 메커니즘의 크기는 가장 작아야 합니다.

그림 6.4. 병진 이동 푸셔를 갖춘 캠 메커니즘의 힘 분석.

그림 6.5. 캠 메커니즘의 압력각을 연구하려면

그림에서. 6.4는 점으로 끝나는 푸셔 2가 있는 캠 메커니즘을 보여줍니다. 더 높은 운동학적 쌍에서 마찰을 무시하면 캠 1의 측면에서 푸셔 2에 작용하는 힘이 됩니다. 캠 1의 프로파일에 대한 법선 n-n에 의해 형성된 각도. 법선 n-n과 푸셔 2의 이동 방향은 다음과 같습니다. 압력각와 같은 각도는 이고, 전송 각도.푸셔 2(그림 10.5)의 평형을 고려하고 모든 힘을 지점으로 가져오면 푸셔는 유용한 저항, 스프링력, 관성력을 고려하여 구동력, 감소된 저항력 T의 작용을 받게 됩니다. 감소된 마찰력 F. 푸셔 2에 작용하는 평형 방정식 힘으로부터 우리는 다음을 얻습니다.

감소된 마찰력 T는 다음과 같습니다.

가이드의 마찰 계수는 어디에 있습니까?

가이드 길이;

푸셔 오버행.

그런 다음 힘 평형 방정식으로부터 마찰력이 다음과 같다는 것을 얻습니다.

더 높은 쌍과 캠 샤프트 베어링의 마찰을 고려하지 않은 메커니즘의 순간 효율은 다음 공식으로 결정될 수 있습니다.

푸셔의 확장 k는 다음과 같습니다(그림 6.5).

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

캠 1의 최소 반경 벡터

푸셔를 움직인다 2.

그림에서. 6.5 우리는 얻습니다

방정식 (6.7)로부터 우리는 다음을 얻습니다.

그러면 효율성은 다음과 같습니다.

등식(6.9)에 따르면 압력 각도가 증가함에 따라 효율성이 감소합니다. 힘(그림 6.5)이 다음과 같은 경우 캠 메커니즘이 걸릴 수 있습니다. 효율이 0이면 재밍이 발생합니다. 그런 다음 평등(6.9)으로부터 우리는 다음을 얻습니다.

메커니즘의 방해가 발생하는 임계 각도이며 이 각도에 해당하는 속도와 유사합니다.

그런 다음 임계 압력 각도에 대해 다음을 갖게 됩니다.

동등성(6.10)에 따르면 임계 압력 각도는 거리가 증가함에 따라 감소합니다. 메커니즘의 크기가 증가함에 따라. 임계각에 해당하는 속도 아날로그 값이 이 아날로그의 최대값과 같다고 대략 가정할 수 있습니다.

그런 다음 메커니즘의 크기와 푸셔의 운동 법칙이 주어지면 임계 압력 각도의 값이 결정될 수 있습니다. 메커니즘의 걸림은 일반적으로 리프팅 단계에서만 발생하며 이는 유용한 저항, 푸셔의 관성력 및 스프링력을 극복하는 데 해당합니다. 특정 감소된 저항력 T가 극복될 때(그림 6.5) 하강 단계에서는 재밍 현상이 발생하지 않습니다.

설계 시 메커니즘의 걸림 가능성을 제거하기 위해 메커니즘의 모든 위치에서 압력각이 임계각보다 작은 조건이 설정됩니다. 최대 허용 압력 각도를 로 표시하면 이 각도는 항상 다음 조건을 만족해야 합니다.

실제로는 점진적으로 움직이는 푸셔가 있는 캠 메커니즘의 압력 각도가 사용됩니다.

회전하는 로커 암이 있는 캠 메커니즘의 경우 끼임 가능성이 낮으며 최대 압력 각도는

캠을 설계할 때 계산 시 압력각이 아니라 전달각을 고려할 수 있습니다. 이 각도는 다음 조건을 충족해야 합니다.

6.4. 캠 메커니즘의 주요 매개변수를 통한 압력각 결정

압력각은 캠 메커니즘의 기본 매개변수를 통해 표현될 수 있습니다. 이를 위해 점진적으로 움직이는 푸셔 2가 있는 캠 메커니즘(그림 6.4)을 고려하십시오. 법선을 그리고 링크 1과 2의 상대 운동에서 순간 회전 중심을 찾습니다. 이를 통해 다음을 얻을 수 있습니다.

평등(6.13)에 따르면 선택한 운동 및 크기 법칙에 따라 캠의 크기가 반경에 의해 결정되고 압력 각도는 더 작아지지만 캠 메커니즘의 크기는 더 커집니다.

반대로 감소하면 압력 각도가 증가하고 메커니즘의 효율성이 감소합니다. 메커니즘(그림 6.5)에서 푸셔의 이동 축이 캠의 회전 축을 통과하면 평등(6.13)은 다음과 같은 형식을 취합니다.