¿A qué cuestiones se debe prestar atención al determinar el tamaño básico del mecanismo de leva al diseñarlo?

Determinación del tamaño básico del mecanismo de leva

Al diseñar la curva del perfil de la leva, el radio del círculo base de la leva, el radio del rodillo de la varilla de empuje y el tamaño del fondo plano , etc., se supone que están dados, pero de hecho, el tamaño básico del mecanismo de leva lo determina el diseñador, teniendo en cuenta muchos factores, como si el mecanismo está bien estresado, si la acción es flexible, si el el tamaño es compacto, etc.

1. La fuerza de actuación en el mecanismo de leva y el ángulo de presión del mecanismo de leva

(1) La fuerza de actuación en el mecanismo de leva

Directa- placa de la varilla de empuje de la punta de actuación Al considerar la fricción del mecanismo de leva, la relación entre la fuerza F de la leva sobre la varilla de empuje y la carga sobre la varilla de empuje (incluido el peso propio de la varilla de empuje y la presión del resorte, etc.) ) G es:

F = G / [cos(α ψ1) - (1 2b/l)sin(α ψ1)tanψ2]

(2) Ángulo de presión de la leva mecanismo

La dirección de la presión positiva sobre la varilla de empuje. El ángulo agudo entre (la dirección normal del punto de contacto a lo largo de la línea de contorno convexa) y la dirección de velocidad del punto de acción en la varilla de empuje se llama el ángulo de presión del mecanismo de leva en la posición que se muestra en la figura, representada por α

En el mecanismo de leva, el ángulo de presión α es un parámetro importante que afecta la tensión del mecanismo de leva. En igualdad de condiciones, cuanto mayor sea el ángulo de presión, mayor será la fuerza F. Si el ángulo de presión es tan grande que la fuerza aumentará hasta el infinito, el mecanismo se autobloqueará y el ángulo de presión en este momento; se llama específicamente ángulo de presión crítica αc, es decir,

αc=arctan{1/[(1 2b/l)tanψ2]}-ψ1

Para garantizar el funcionamiento normal del mecanismo de leva, se debe maximizar. El ángulo de presión αmax es menor que el ángulo de presión crítico αc. En la producción real, para mejorar la eficiencia del mecanismo y mejorar su condición de tensión, generalmente se estipula que el ángulo de presión máximo αmax del mecanismo de leva debe ser menor que un cierto ángulo de presión permitido [α]. Los valores son generalmente:

Para varillas de empuje lineales, tome [α] = 300;

Para varillas de empuje oscilantes, tome [α] = 350~450;

Al regresar, generalmente es [α] = 700~800.

2. Determinación del radio del círculo de la base de la leva

Para un determinado tipo de mecanismo de leva, después de seleccionar la ley de movimiento de la varilla de empuje, el ángulo de presión del mecanismo de leva y El radio del círculo de la base de la leva está directamente relacionado con el tamaño. Es decir,

tanα=[(ds/dδ) - e]/[(r02 - e2)1/2 s]

Se puede observar que cuando la distancia de desplazamiento es constante, la varilla de empuje. Bajo la condición de que se conozca la ley del movimiento, aumente el radio del círculo base r. , puede reducir el ángulo de presión α, mejorando así las características de transmisión de fuerza del mecanismo. Pero entonces el tamaño del mecanismo aumentará. Por lo tanto, el principio para determinar el radio del círculo base de la leva es: bajo la condición de que se cumpla αmax≤[α], el radio del círculo base de la leva debe determinarse razonablemente para que el tamaño del mecanismo de la leva no sea demasiado grande. .

En el trabajo de diseño real, el radio del círculo base de la leva es r. La determinación no sólo debe estar limitada por αmax≤[α], sino que también debe tener en cuenta los requisitos de estructura y resistencia de la leva. Por lo tanto, en el trabajo de diseño real, el radio del círculo base de la leva a menudo se selecciona en función de condiciones estructurales específicas. Si es necesario, compruebe si la leva diseñada cumple los requisitos de αmax≤[α].

3. Selección del radio del rodillo de la varilla de empuje del rodillo

Cuando se utiliza la varilla de empuje del rodillo, la selección del radio del rodillo debe considerar la estructura, la resistencia y la curva del perfil de leva del rodillo. y muchos otros factores. El siguiente es el análisis principal.

(1) La relación entre la curva del perfil de la leva y el radio del rodillo

Cuando el perfil teórico de la leva es cóncavo, el radio de curvatura ρa del perfil de trabajo de la leva es igual a el perfil teórico. El radio de curvatura de la línea ρ es la suma del radio del rodillo rr. De esta forma, independientemente del tamaño del radio del rodillo, el perfil de trabajo de la leva siempre se puede realizar suavemente.

Cuando la curva del perfil teórico de la leva es convexa, el radio de curvatura ρa de su perfil de trabajo es igual a la diferencia entre el radio de curvatura ρ del perfil teórico y el radio del rodillo rr.

En este momento, si ρ = ​​rr, el radio de curvatura del perfil de trabajo es cero, entonces el perfil de trabajo tendrá una punta afilada, lo que se denomina fenómeno de cúspide si ρlt;rr, entonces el radio de curvatura del perfil de trabajo; será negativo. En este momento, los perfiles de trabajo se cruzan, lo que hace que la varilla de empuje no se mueva de acuerdo con las reglas de movimiento esperadas. Este fenómeno se llama distorsión.

Por lo tanto, para la curva del perfil de leva convexa, el radio del rodillo debe ser menor que el radio de curvatura mínimo ρmin del perfil teórico.

(2) Selección del radio del rodillo de la varilla de empuje

La selección del radio del rodillo de la varilla de empuje debe basarse adecuadamente en si la curva del perfil de la leva se vuelve aguda o distorsionada.

1) El radio de curvatura mínimo ρa del perfil de trabajo de la leva generalmente no debe ser inferior a 5 mm. Si no se puede cumplir este requisito, se debe aumentar el radio del círculo base o se debe reducir adecuadamente el radio del rodillo, o si es necesario, se debe modificar el patrón de movimiento de la varilla de empuje, o se deben modificar las puntas afiladas de la leva. El perfil debe ser sustituido por una curva adecuada.

2) El tamaño del rodillo también está limitado por su resistencia y estructura, por lo que no se puede hacer demasiado pequeño. Generalmente se toma el radio del rodillo rr=(0,1~0,5)r0.

4. Determinación del tamaño del fondo plano de la varilla de empuje

Cuando la línea de contorno convexa se realiza utilizando el método de dibujo, el centro de la parte inferior plana de la varilla de empuje hasta el fondo plano entre la varilla de empuje y la línea de contorno convexa se puede determinar la distancia máxima entre los puntos de contacto. Suponiendo la misma longitud en ambos lados del fondo plano, la longitud del fondo plano de la varilla de empuje también se puede calcular mediante la siguiente fórmula.

l = 2|ds/dδ|max (5～7)mm

Para el mecanismo de leva con varilla de empuje de fondo plano, cuando el perfil de trabajo de la leva no puede ser tangente a la línea de posición del fondo plano En este momento, la varilla de empuje no podrá moverse de acuerdo con el patrón de movimiento esperado, es decir, se producirá una distorsión. Para resolver este problema, el radio del círculo base de la leva se puede aumentar adecuadamente para evitar distorsiones.