Кулачково-роликовый механизм

Рабочий процесс многих машин [6] вызывает необходимость иметь в их составе механизмы, движение выходных звеньев которых должно быть выполнено строго по заданному закону и согласовано с движением других механизмов. Наиболее простыми, надежными и компактными для выполнения такой задачи являются кулачковые механизмы. Воспроизведение движения выходного звена — толкателя — они осуществляют теоретически точно. Их входное звено называют кулачком. Закон движения толкателя, задаваемый передаточной функцией, определяется профилем кулачка и является основной характеристикой кулачкового механизма, от которой зависят его функциональные свойства, а также динамические и вибрационные качества. Проектирование кулачкового механизма разделяется на ряд этапов: назначение закона движения толкателя, выбор структурной схемы, определение основных и габаритных размеров, расчет координат профиля кулачка.

В большинстве современных карусельных машин электрова­куумного производства для поворота карусели применяют ку­лачково-роликовый механизм (рис.4).

Рисунок 4. Кулачково-роликовый механизм:

а) общий вид; б) схема механизма: 1-кулак, 2-диск с роликами,

3-карусель, 4-упорный шарикоподшипник

Он представляет собой механизм, преобразующий равномер­ное вращение ведущего звена цилиндрического кулака «улиты» в прерывистое движение ведомого звена — диска с роликами, с которым жестко связана карусель (на рис.4, а карусель не показана).

Цилиндрический кулак (улита) 1 имеет криволинейный паз на угле . При повороте кулака на угол ролики диска 2, пе­ремещаясь между образующими криволинейного паза, повора­чивают диск за счет давления на них боковых стенок криволи­нейного паза на угол φ (рис., б между двумя соседними роликами).

При вращении кулака на остальном угле диск с роли­ками неподвижен и фиксируется (блокируется) на этом угле другими образующими кулака, перпендикулярными его оси, которые заходят в пространство между двумя соседними роли­ками; последние, охватывая с двух сторон эти образующие ку­лака, блокируют его (на рис., а механизм показан в момент фиксации — диск с роликами неподвижен).

Таким образом, угол является углом переводящей части кулака, а угол — углом блокирующей части.

Изменяя эти углы, можно в широких пределах изменять со­отношение между временем t_п поворота и временем t₀ выстоя карусели. Кроме того, для образования переводящей части (кри­волинейного паза) можно использовать различные законы дви­жения и тем самым обеспечивать хорошие динамические усло­вия работы механизма.

Таким образом, широкое применение кулачково-роликового механизма объясняется тем, что по сравнению с другими извест­ными типами механизмов прерывистого движения он имеет сле­дующие преимущества:

а) позволяет получить любое встречающееся на практике со­
отношение между временем поворота и временем выстоя ведо­мого звена (карусели);

б) позволяет осуществить любой требуемый закон движения
ведомого звена (карусели) и тем самым обеспечить наилучшие
динамические условия поворота;

в) не требует дополнительного фиксирования ведомого звена
(карусели) во время останова ввиду достаточно высокой точно­
сти фиксирования блокирующей частью кулака;

г) имеет достаточно высокую жесткость;

д) удобно компонуется в машине.

Недостатком кулачково-роликового механизма является сложность изготовления рабочего профиля кулака.

Рекомендации по конструированию:

Наиболее ответственной деталью кулачково-роликового механизма являет­ся кулак. Для обеспечения точности и требований технологично­сти конструкция кулака должна удовлетворять следующим ус­ловиям:

1. Заданные размеры должны отражать принятый закон пос­троения профиля кривой, а назначенные допуски — обеспечивать точную сборку механизма и сохранение закона перемещения при эксплуатации оборудования.

2.Система размеров и допусков должна быть наиболее тех­нологичной. Для этого размеры задаются так, чтобы без пере­счета обеспечить возможность настройки оборудования, проек­тирования копиров и приспособлений и всей необходимой ос­настки для изготовления кулака.

3. Размеры и допуски, заданные на чертежах, должны спо­собствовать возможности осуществления наиболее простых и надежных методов измерения и производственного контроля па­раметров кулака.

4.Точность работы зависит от величины допусков на:

а) размеры и форму криволинейного профиля кулака;

б) ширину паза;

в) размеры сопряженных деталей механизма;

г) размеры базирующих элементов кулака.

5. При сопряжении роликов с пазами кулаков диаметры ро­ликов выполняются в пределах 2—3-го класса точности по ходо­вой посадке. Радиальное биение роликов не более 0,01—0,02 мм.

6. Биение торцов блокирующей части не более 0,03 мм.

7. Отклонение параллельности криволинейной поверхности кулака к оси вращения перемещения не должно превышать 0,05 мм.

8. Отклонение радиуса-вектора кулака допускается 0,05-0,1 мм. Угловое отклонение радиуса-вектора при разбивке не должно превышать 10".

9.Ошибка h координат на одно деление допускается не более 0,01 мм, а суммарная ошибка на всем участке – не более 0,02 мм.

10. Класс чистоты криволинейной поверхности паза кулака должен быть не менее .

Большое влияние на работу кулачково-роликового механиз­ма оказывает также точность изготовления посадочного отвер­стия кулака, которое должно выполняться по 2-му классу точ­ности.

Широкое применение кулачково-роликовый механизм нашел в приводах карусельных машин. В этих машинах часто приме­няют унифицированный кулачково-роликовый привод, конструк­тивная схема которого приведена на рисунке 5.

Рисунок 5. Конструктивная схема унифицированного кулачково-роликового привода: 1-электродвигатель, 2-клиноременный вариатор,

3-червячная передача, 4-кулак-улита

Рисунок 5. Конструкция унифицированного кулачково-роликового привода:

1-кулак, 2-вал, 3-ось, 4-плита, 5-гайка,

6-электродвигатель, 7-клиноременный вариатор

Дата добавления: 2015-12-01