Механизмы прерывистого движения

Механизмы прерывистого движения применяются в приводах станков для обеспечения периодических перемещений их рабочих органов.

В механизмах, схемы которых показаны на рис. 2.7, ведущий вал I совершает непрерывное вращательное движение, ведомый II – прерывистое, т.е. периодически поворачивается на угол, равный 2π·i, где i – передаточное отношение механизма.

Рассмотрим некоторые механизмы прерывистого движения.

2.2.7.1Храповые механизмы

В храповых механизмах (см. рис. 2.7,а,б) непрерывно вращающийся с ведущим валом кривошип (кривошипный диск) 1 через шатун 2 сообщает возвратно-качательное движение коромыслу 3 с собачкой (защёлкой) 4. Собачка при своём движении в одном направлении прощёлкивает по зубьям храповика (храпового колеса) 5, закреплённого на ведомом валу, а в другом, упираясь (будучи подпружиненной) в зуб храповика, обеспечивает его поворот вместе с коромыслом. Чтобы храповик произвольно не поворачивался при возврате собачки, предусматривают фиксатор 6. Храповик может иметь наружные (а), внутренние (б) или торцевые зубья.

Направление поворота ведомого вала постоянно и не зависит от направления вращения ведущего вала.

Собачка может приводиться и иным образом, например, она может находиться на штанге 1 (см. рис. 2.7,в), перемещающейся возвратно-поступательно.

Передаточное отношение механизма: ,

где Z – число зубьев на храповике;

а – число зубьев храповика, захватываемых собачкой за один её ход.

Регулирование величины периодического перемещения, производимого посредством храпового механизма, может производиться:

- изменением угла качания коромысла с собачкой, что достигается изменением радиуса кривошипа (см. рис.2.7,а,б) или коромысла;

- изменением длины хода штанги с собачкой (см. рис.2.7,в);

- перекрытием с помощью специального щитка 4 (см. рис. 2.7,г) зубьев храповика на части дуги, описываемой собачкой, или автоматическим подъёмом собачки на части этой дуги.

Поворот храповика за один ход собачки может достигать 90-100 , однако в большинстве случаев он не превышает 45 .

Если механизм должен обеспечивать реверс ведомого вала, то храповик выполняют с зубьями симметричной формы, а собачку делают перекидной или поворотной.

Храповые механизмы часто используются для обеспечения прямолинейной периодической подачи рабочих органов строгальных, долбежных, шлифовальных и других станков: собачка периодически поворачивает на определённый угол храповик, кинематически связанный с ходовым винтом, который и осуществляет требуемое прямолинейное перемещение стола, суппорта и т.д.

При помощи храповой передачи может осуществляться также и круговое периодическое перемещение.

2.2.7.2Мальтийские механизмы

Мальтийские механизмы предназначены для поворотов ведущего вала на большие углы, например 60^о, 90^о или 180^о. Их обычно используют для периодических поворотов шпиндельных блоков токарных автоматов и полуавтоматов, револьверных головок в токарно-револьверных станках и автоматах, многопозиционных столов и т.д.

На ведущем валу механизма (см. рис. 2.7,д,е) закреплено водило 1, выполненное в виде рычага (д) или диска (е), с пальцем 2. Палец при повороте водила входит в одну из радиальных прорезей (пазов) диска ("мальтийского креста") 3, поворачивает его и выходит из прорези. Далее водило совершает холостую часть хода, а диск от самопроизвольного проворота фиксируется каким-либо устройством. Один из возможных вариантов такого устройства (см. рис. 2.7,д,) содержит закреплённый на оси водила фиксирующий диск с выемкой; мальтийский крест также имеет дуговые выемки. Поворот креста становится возможным, когда фиксирующий диск поворачивается к нему своей выемкой.

Передаточное отношение механизма: ,

где а – число пальцев на водиле;

Z – число прорезей на мальтийском кресте.

Мальтийские механизмы не допускают регулирования передаточного отношения. Оно "заложено" в конкретной конструкции. Однако если в кинематическую цепь между мальтийским механизмом и поворачиваемой частью станка ввести передачи с регулируемым передаточным отношением, то можно регулировать угол поворота этой части при неизменном угле поворота креста.

Мальтийские механизмы бывают т.н. правильные и не правильные. У правильных механизмов крест имеет пазы с равномерным шагом; у не правильных углы между смежными пазами креста различные. В станках используются, в основном, правильные мальтийские механизмы с внешним зацеплением и радиальными пазами. Рассмотренные механизмы являются плоскими и располагаются на параллельных валах. Существуют сферические мальтийские механизмы, обеспечивающие передачу периодических движений между взаимно перпендикулярными валами, но в станках они используются весьма редко.

2.2.7.3 Другие механизмы для осуществления периодических движений

Для осуществления периодических движений в станках применяются устройства механические, гидравлические, пневматические, электрические и различные комбинированные. К числу механических, кроме более распространенных храповых и мальтийских, относятся кулачковые механизмы, неполнозубые передачи и другие устройства.

В неполнозубой передаче (см. рис. 2.7,ж) ведомое колесо Z₂ имеет полный зубчатый венец, а ведущее Z₁ – зубья только на части окружности. Ведомое колесо поворачивается лишь тогда, когда с его зубьями сцепляются зубья неполнозубого ведущего колеса (или зубчатого сектора).

Передаточное отношение механизма: .

В механизме должно быть предусмотрено устройство, фиксирующее ведомое колесо от проворота, когда оно не сцеплено с сектором. Передачи такого типа работают с ударами в моменты начала и конца зацепления, что является их недостатком.