Или с заостренным толкателем

Как уже отмечалось для механизмов этого типа (см. рис. 3.1,б,в,з) основными геометрическими параметрами являются: R_О – радиус базовой окружности кулачка и “ е ” – эксцентриситет. Эти величины определяют из условия ограничения угла давления [1, 5, 8, 9, 14, 18]. То есть, для любого положения механизма текущий угол давления g, не должен превышать максимально допускаемого значения [g]. Для механизмов рассматриваемого типа обычно [g] = 30... 32^o. Превышение этих значений приводит к заклиниванию механизма, а условием незаклинивания является g £ [g]. При силовом замыкании механизма достаточно ограничить угол давления лишь для фазы удаления, т.к. на фазе возврата толкатель движется под действием замыкающей силы.

На рис. 3.10 показаны диаграммы, с помощью которых можно найти величины R_О и е, такие, что всегда будет выполнено условие не заклинивания [1, 14, 18], на рис. 3.10a – для механизмов с силовым замыканием, на рис. 3.10б – с геометрическим.

Здесь строится график функции S’(S). По вертикальной оси откладывается перемещение S толкателя, а по горизонтальной – производная S’ = dS/dj, называемая передаточной функцией механизма (j – угол поворота кулачка); это векторная величина, направление которой получают, повернув вектор скорости толкателя на 90° по направлению вращения кулачка. По своему физическому смыслу S’ это скорость толкателя при единичной угловой скорости кулачка. Угол давления g _i в любом i -м положении определяется зависимостью (3.8) или в частном случае центрального механизма (е = 0) – зависимостью (3.5). Схемы на рис. 3.10 фактически являются геометрической интерпретацией этих формул.

Сначала рассмотрим кулачковый механизм центрального типа с силовым замыканием. Проведем к кривой S’(S) (см. рис. 3.10а) касательную t-t под углом [ g ] к оси S. Если за положение центра вращения кулачка принять точку О пересечения прямой t-t и оси S и считать, что центр ролика А двигается вдоль оси S, то для любого положения S _i в соответствии с формулой (3.5) текущий угол давления g _i = ÐEOS _i; по построению всегда g _i £ [ g ]. Поэтому минимальный радиус базовой окружности R _{О min ц} центрового профиля при е = 0

R _{О min ц} = çS’_Dç/tg[g] – S_D. (3.9)

Не увеличивая допускаемого значения угла давления, можно уменьшить размеры кулачка, вводя эксцентриситет. Наименьшее значение величины R_o будет в том случае, когда в крайнем нижнем положении центра ролика (точка А на рис. 3.10) угол давления равен [ g ]. Тогда минимальный радиус базовой окружности и оптимальное значение эксцентриситета определятся из треугольника OBC:

R _{О min} = R _{О min ц} / (2cos[g]); е _опт = R _{О min} / sin[g]. (3.10)

Линии t-t и t₁-t₁ ограничивают зону, в которой может располагаться центр вращения кулачка (на рис. 3.10 эта зона оттенена).

При геометрическом замыкании механизма условие ограничения угла давления должно выполняться как для фазы удаления, так и для фазы возврата. Определение величин R_О, е для этого случая показано на рис. 3.10б. Касательные t-t и t₁-t₁ к кривой S’(S) ограничивают зону, в которой может располагаться центр вращения кулачка и отсекают от оси S отрезки R₁ и R₂, величины которых определяются по формуле (3.9). Вершина зоны определяет минимальные габариты. Оптимальное значение эксцентриситета и минимальный радиус базовой окружности получаем из треугольников CBO и OAB:

(3.11)

Нередко значение R _{О min}, полученное из условия ограничения угла давления, столь мало, что конструктивно не может быть реализовано. В этих случаях величины R _{О min,} е выбирают конструктивно, но так, чтобы центр вращения кулачка располагался в допустимой зоне. При этом если оказывается, что выбранный R_О > R_{О min ц}, то целесообразно устанавливать е = 0, т.к. центральные механизмы более технологичны, а введение эксцентриситета разумно лишь тогда, когда позволяет уменьшить габариты.