Расчет усилия пружины для силового замыкания высшей пары

Определение усилия пружины, обеспечивающей силовое замыкание высшей пары

Отрыв толкателя от профиля кулачка может произойти либо вследствие действия инерционной силы толкателя, либо вследствие действия его инерционного момента (при коромысловом толкателе).

Пружину следует подбирать так, чтобы во всех положениях механизма прижимающая сила упругости пружины была больше отрывающего силового фактора.

Максимальная сила инерции толкателя, отрывающая его от кулачка, соответствует максимальному отрицательному значению ускорения на диаграмме движения толкателя.
Решение представляет собой элементарную задачу статики.

Расчетная схема для кулачкового механизма с поступательно движущимся толкателем

Рисунок 19 – Расчетная схема для кулачкового механизма с поступательно движущимся толкателем

На рисунке 19 показана расчетная схема для определения силы упругости пружины, необходимой для обеспечения постоянного контакта поступательно движущегося толкателя с кулачком в процессе работы (для силового замыкания при верхнем расположении толкателя).
Условие силового замыкания:
Условие силового замыкания
В данном случае отрывающая толкатель от кулачка сила инерции Fиот направлена вверх, т.е. соответствует ускорению толкателя, направленному вниз. 
На диаграмме ускорений (или аналогов ускорений) это соответствует отрицательным ординатам. Поэтому величина расчетной силы инерции определяется следующим образом:
величина расчетной силы инерции
где  
S"от  - абсолютное значение максимальной отрицательной ординаты на диаграмме аналогов ускорений толкателя (в мм);

ωкул – угловая скорость кулачка.

КS'' - масштаб аналогов ускорений (в мм/мм).

Окончательно уравнение для определения усилия упругости пружины, необходимой для силового замыкания приобретает вид:
уравнение для определения усилия упругости пружины, необходимой для силового замыкания
mT  – масса толкателя в кг;
g – ускорение свободного падения (9,8 м/с2).