способ осуществления движения ведомого звена кулачкового механизма

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;

- коэффициент формы, определяемый из выражения

²= ln , R_a,

R_a - среднее арифметическое отклонение профиля поверхности кулачка на участке выстоя;

T_ц - период замкнутого цикла осуществления перемещения ведомого звена;

_к - угловая частота вращения кулачка;

t - текущее время;

t_n - время рассматриваемого интервала;

_n - угол поворота кулачка за интервал движения.

Описание изобретения к патенту

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_иt0;

для участка опускания:

S(t) = S1 - - sin21 - ; t_иt0 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_иt0

для участка опускания:

S(t) = S1 - cos1- - 1 - cos2(t-t_и) ; t_иt0

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;

- коэффициент формы, определяемый из выражения:

²= ln R_a где R_а - среднее арифметическое отклонение профиля поверхности кулачка на участке выстоя;

Т_ц - период замкнутого цикла осуществления перемещения ведомого звена;

_к - угловая частота вращения кулачка;

t - текущее время;

t_и - время рассматриваемого интервала;

_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 . При отсутствии смещения углы центрового профиля равны углам поворота кулачка , а разность между двумя соседними радиусами-векторами - пройденному пути ведомого звена.

R = R_o+ S_ne

При этом зависимость S = S( ) предлагается в виде, определяемом предложенной зависимостью, выраженной в функции угла поворота кулачка . Принимая во внимание, что ось Х направлена по начальному радиусу-вектору, а также, что:

Х = Rcos ; Y = Rsin ;

X = = -Rsin+cos ;

Y = = Rcos+sin , где = =

В результате преобразований получают

X_n= Rcos r

Y_n= Rsin r где = 2 - Ke

r_р - радиус ролика.

Вычисление координат Х_n и Y_n позволяет определить полярные координаты R_n и _n практического профиля кулачка

R_n= ; tg_n= ;