Контакт — кинематический подъём толкателя кулачка и контактное напряжение Герца

Кулачковый механизм с роликовым толкателем: проверка кинематического хода/подъёма s(phi) и контактного напряжения Герца на цилиндрическом профиле кулачка.

Допуск:

5%

Постановка задачи

Геометрия

2-тельная сборка: эксцентриковый дисковый кулачок (R_кул=28 мм, эксцентриситет e=4 мм, толщина b=12 мм, отверстие R=10 мм) и роликовый толкатель (R_рол=18 мм, ширина b=12 мм). В положении верхнего гребня (phi=180 град) максимальный кинематический подъём s_max = 2*e = 8.0 мм. Линейный контакт цилиндров R1=28 мм и R2=18… показать полностью

2-тельная сборка: эксцентриковый дисковый кулачок (R_кул=28 мм, эксцентриситет e=4 мм, толщина b=12 мм, отверстие R=10 мм) и роликовый толкатель (R_рол=18 мм, ширина b=12 мм). В положении верхнего гребня (phi=180 град) максимальный кинематический подъём s_max = 2*e = 8.0 мм. Линейный контакт цилиндров R1=28 мм и R2=18 мм (приведённый радиус R* = 10.957 мм). Прижим толкателя верхним давлением 45 МПа (сила F = 13746.2 Н, погонная нагрузка w = 1145.51 Н/мм).

Материал

Кулачок и толкатель: подшипниковая сталь 100Cr6 / ШХ15 (E=210 ГПа, nu=0.29, приведённый модуль E* = 114641 МПа). Односторонний контакт Мортара без трения.

Граничные условия

Заделка отверстия кулачка (surface number 3). Осевая фиксация кулачка (surface number 4 component=z). Боковые направляющие толкателя (surface number 16, 19 component=x). Осевая фиксация толкателя (surface number 20 component=z). Прижимное давление 45 МПа на верхней площадке (surface number 17).

Контрольная величина

Кинематический подъём толкателя s_max = 8.0 мм (теоретический ход 2*e, отклонение <= 5%); полуширина площадки Герца b = 0.3733 мм и теоретическое пиковое контактное давление p0 = 1953.6 МПа (согласовано с пиковым контактным давлением FEA, отклонение <= 5%).

Терминал WebCAE

units mm
material E=210000000000 nu=0.29 density=7850
import path="cam_follower_contact_body1.step" format=step
material E=210000000000 nu=0.29 density=7850
import path="cam_follower_contact_body2.step" format=step
contact frictionless
mesh tet size=2.2 order=2 bonding=0
fix surface number 3
fix surface number 4 component=z
fix surface number 16 component=x
fix surface number 19 component=x
fix surface number 20 component=z
load surface number 17 pressure=45e6
solve
minmax displacement_magnitude

Сравнение результатов

Обновлено: 2026-10-19 · WebCAE solver