Делительное устройство

Делительное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в транспортных устройствах, различных автооператорах и манипуляторах, где необходимо преобразование возвратно-поступательного движения во вращательное с остановками на позициях . Целью изобретения является повышение быстродействия при малом числе делений по окружности. Делительное устройство содержит корпус, в котором на шпинделе закреплен поворотный стол для установки транспортируемых изделий. На нижнем конце шпинделя жестко закреплен диск с установленньми в нем пальцами, взаимодействующими с двумя обращенными в противоположные стороны рабочими поверхностями двухстороннего кулачка, установленного в корпусе с возможностью возвратно-поступательного перемещения от привода. Наибольшая ширина кулачка, обеспечивающего доворот поворотного стола в рабочую позицию с последующей его фиксацией, больше или равна расстоянию между двумя смежными пальцами . Наибольшая ширина противоположного кулачка, обеспечивающего Поворот стола только в нефиксированное промежуточное угловое положение в направлении, перпендикулярном направлению его перемещения, меньше расстояния между двумя смежными пальцами. 5 ил. $ О5 СО О) 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1349968 А (51) 4 В 23 Q 16/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

И А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3750191/25-08 (22) 08.06,84 (46) 07.11.87, Бюл. ¹ 41 (71) Минское станкостроительное производственное объединение им. Октябрьской революции (72) И.Н.Стельман, В.И.Корчагин, В.Е.Кан и M.Ñ,Ãoëóá (53) 62.589.8 (088,8) (56) Болотин Х,Л. Механизация и автоматизация станочных приспособлений.—

М.: Машгиз,, 1962, с. 48 55, фиг. 26. устройство содержит корпус, в котором на шпинделе закреплен поворотный стол для установки транспортируемых изделий. На нижнем конце шпинделя жестко закреплен диск с установленными в нем пальцами, взаимодействующими с двумя обращенными в противоположные стороны рабочими поверхностями двухстороннего кулачка, установленного в корпусе с возможностью возвратно-поступательного перемещения от привода. Наибольшая ширина кулачка, обеспечивающего доворот поворотного стола в рабочую позицию с последующей его фиксацией, больше или равна расстоянию между двумя смежными пальцами. Наибольшая ширина противоположного кулачка, обеспечивающего поворот стола только в нефиксированное промежуточное угловое положение в направлении, перпендикулярном направлению его перемещения, меньше расстояния между двумя смежными пальцами.

5 ил. (54) gEJIHTFJIbHOF. YCTPOACTBO (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в транспортных устройствах, различных автооператорах и манипуляторах, где необходимо преобразование возвратно-поступательного движения во вращательное с остановками на позициях. Целью изобретения является повышение быстродействия при малом числе делений по окружности. Делительное

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Гнр, Н 3, где Н

15

25

30 где и н

40

1

13

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства в транспортных устройствах, различных автооператорах и манипуляторах, где необходимо преобразование возвратно-поступательного движения во вращательное с остановками на позициях, Цель изобретения — повышение быстродействия при малом числе делений по окружности-.

На фиг,1 изображено предлагаемое делительное устройстве, разрез; на фиг.2 — разрез А-А на фиг,1 (p

О); на фиг.3 — то же (рх О); на фиг.4 — схема, поясняющая вывод уравнения (2); на фиг.5 — схема, поясняющая вывод уравнения (3).

Делительное устройство содержит корпус 1, в котором на шпинделе 2 закреплен поворотный стол 3 для установки транспортируемых изделий.

На нижнем конце шпинделя 2 жестко закреплен диск 4 с установленными н нем пальцами 5, взаимодействующими с двумя обращенными н противоположные стороны рабочими поверхностями двухстороннего кулачка 6, установленного н корпусе 1 с возможностью возвратно. поступательного перемещения от привода 7. Рабочие поверхности имеют наклонные С и параллельные D относительно направления перемещения кулачка 6 участки, причем кулачок, обеспечивающий доворот поворотного стола 3 в рабочую позицию (на фиг.2 и 3 правый кулачок), имеет дополнительную рабочую поверхность В, служащую для фиксации поворотного стола 3 на рабочей позиции и имеющую угол наклона меньше угла трения.

Наибольшая ширина Q кулачка 6, обеспечивающего доворот поворотного стола 3 н рабочую позицию с последующей его фиксацией в направлении, перпендикулярном направлению его перемещения, больше или равна расстоянию

S между одновременно взаимодействующими с ним двумя смежными пальцами

5, между которыми располагается кулачок 6 в конце его хода, т,е. Q, S.

В противоположном кулачке, который обеспечивает поворот стола 3 только в нефиксированное промежуточное угловое положение, расстояние Н между параллельной направлению перемещения кулачка 6 рабочей поверхностью и

49968

2 ,осью шпинделя определяется зависимостью — расстояние между параллельными направлению перемещения кулачка 6 участком, взаимодействующим с пальцами 5 только в нефиксиронанных промежуточных угловых положениях стола 3, и осью шпинделя 2;

" угол начального положения пальца 5, взаимодействующего с наклонным участком кулачка 6, обеспечивающего движение поноротного стола 3 в нефиксированное промежуточное угловое положение, т,е, угол с вершиной, лежащей на оси шпинделя 2, одна сторона которого параллельна направлению перемещения кулачка 6, а вторая проходит через ось пальца 5 в первоначальный момент контакта последнего с наклонным участком кулачка

П вЂ” число пальцев 5 на диске 4;, — предельное значение величины Н при угле р„ — угол конечного положения .пальца 5 взаимодействующего с наклонным участком рабочей поверхности кулачка 6, обеспечивающего движение поворотного сто- . ла 3 в нефиксиронанное промежуточное угловое положение, т,е ° угол с вершиной, лежащей на оси шпинделя 2, одна сторона которого параллельна направлению перемещения ку. — . лачка 6, а вторая проходит через ось пальца 5 в конечный момент контакта последнего с наклонным участком рабочей поверхности кулачка 6, 2п о »

i x — предельное значение величиях ны Н при угле рх, 1349968 причем Н х уравнений

f- (g-r) -H и2 2 х

Ч й

-"0

1 (3) где

7

0 4 Рхи (4) 55 и Н з определяются и..

/зх

Rsinрх rsin(+ р ) Нр 0; (2) R — радиус окружности, на которой расположены пальцы

5 на диске

r — радиус пальцев 5; — угол трения наклонного тр участка рабочей поверхности кулачка 6 по пальцу 5;

1 — максимальный вылет кулачка 6, т.е. расстояние от плоскости, проходящей через ось шпинделя 2 и перпендикулярной направлению перемещения кулачка

6, до вершины кулачка 6, обеспечивающего движение поворотного стола 3 в нефиксированное промежуточное угловое положение при угле 8» 1

V — скорость обратного хода кулачка 6; с„ - время переходного процесса, т.е. время переключения движения кулачка 6 на обратный ход; м — угловая скорость поворотной части делительного устройства в момент прекращения воздействия кулачка 6 на палец 5;

Š— угловое ускорение, с которым вращается поворотная часть делительного устройства, двигаясь по инерции, Е <0.

Уравнения (2) и (3) выводятся следующим образом (фиг. 4 и 5) .

На фиг.4 изображен момент начала взаимодействия пальца 5 (фиг.1), установленного в диске 4, с наклонным участком рабочей поверхности кулачка

6, обеспечивающего движение поворотного стола 3 только в нефиксированное промежуточное угловое положение, а также граничное значение величины

Нр, т,е. при дальнейшем увеличении ее значения вращение диска 4 с установленными в нем пальцами 5, а сле5

40 довательно, и шпинделя 2 с закрепленным на нем поворотным столом 3 произойти не может. В указанном случае в начальный момент контакта пальца с наклонным участком рабочей поверхности кулачка последний взаимодействует с пальцем, т.е, происходит контакт в точке G . .Усилие, с которым рабочая поверхность кулачка действует на палец, направлено по нормали к поверхности данного пальца, т.е. определяется вектором С Х, проходящим через ось пальца К. Направление, по которому данный палец стремится начать вращение, определяется вектором

КЕ, являющимся касательной к окружности радиуса R на которой расположены пальцы 5 на диске 4 (фиг.1), и проходящим через ось пальца К в момент начала взаимодействия пальца и кулачка.

В указанном случае угол давления т кулачка на палец определяется углом

IKL (углом давления называется угол между направлением движения тела и направлением силы, действующей на . это тело, если этот угол равен углу трения или меньше его, появляется самоторможение). Кроме того, при угле давления = 90 кулачок стопорит поворотную систему. В действительности, учитывая трение в системе, момент стопорения наступает несколько раньше, а именно при у= 90 — ц о где р — угол трения наклонного

ТР участка рабочей поверхности кулачка по пальцу.

Таким образом, угол давления

II

= ?К? = — — — т.е. L ИК1

2 rp

= АСКО =

rp

Тогда, в соответствии с фиг.4, получается уравнение (2): к з2.п Рх - r sin (ч„р+ Р„)-ну„=0.

Известно, что угол начального положения пальца, взаимодействующего с наклонным участком рабочей поверхности кулачка, обеспечивающего движение поворотного стола в промежуточное угловое положение, должен находиться в пределах

Рабочая поверхность кулачка 6, обеспечивающая поворот стола 3 только в промежуточное угловое положение (6) (2» ,> +) >+ 2f 1 и х arcsin

< — — ->7

Н8

R-r (8) 2Т Нн — p - accaic (— - — >J

- t ь + 2E и R-r (9) Тв,9

5 1 (фиг,5), взаимодействует с пальцем

Е своим наклонным участком. В соответствии с целью предлагаемого устройства необходимо обеспечить прекращение, воздействия наклонного участка данной рабочей поверхности на палец Е при каком-то угле >8 с тем условием, чтобы поворотная часть устройства, включающая диск 4 с установленными в нем пальцами 5 (фиг.1), двигаясь по инерции после прекращения воздействия наклонного участка кулачка 6 на палец Е, не входила в контакт с участком, параллельным направлению перемещения кулачка 6, посредством пальца F, отстоящего от пальца Е на

2» угловой . шаг равный — — рад (n — чисУ п ло пальцев 5 на диске 4), в направлении, противоположном в р аще нию.

На фиг.5 обозначены: точка 8 — положение оси пальца F. в момент прекращения воздействия наклонного участка на палец Е; точка 9 — граничное положение оси пальца F, движущегося по инерции вместе со всей поворотной частью устройства, соответствующее максимальному углу с 8 9 поворота данного пальца, при котором отсутствует взаимодействие между ним и параллельным направлению перемещения кулачка его участком; точка 10 — положение вершины кулачка в момент прекращения воздействия наклонного участка на палец Е, расстояние от данной точки до плоскости, проходящей через ось шпинделя и перпендикулярной направлению перемещения кулачка, соответствует максимальному вылету кулачка 1 при его движении, которое обеспечивает поворот устройства. в нефиксированное промежуточное угловое положение; точка 11 — граничное положение вершины кулачка при обратном его движении со скоростью перемещения

V, после которого отсутствует взаимодействие данного кулачка с пальцем F

Н>8 — предельное значение величины

Н (расстояние между параллельным направлению перемещения кулачка участком, взаимодействующим с пальцами

Т

8,9

Из полученных по формуле (8) двух

349968

6 только в нефиксированных промежуточных угловых положениях стола, и осью шпинделя), при котором отсутствует

5 взаимодействие пальца F с параллельными направлению перемещения кулачкаучастком; R — - радиус окружности, на которой расположены пальцы 5 на диске 4; r — радиус пальцев 5; V - -скорость обратного хода кулачка 6, Граничное условие отсутствия взаимодействия пальца Г с участком рабочей поверхности кулачка, параллельной направлению его перемещения, 15 следующее: (5) где Т8 9 — время поворота пальца F

1 из положения 8 в положение 9;. — время переходного процесса (время переключения движения кулачка на обрат25 ный ход);

Т, — время движения кулачка из о, положения 10 в положение

11.

Определяют время поворота пальца 0 F из положения 8 в положение 9. В соответствии с фиг,5 угол

2J(. Н > х

arcsin (---" — ).

89 и х R-r

Уравнение равнозамедленного движения пальца F, двигающегося по инерции из положения 8 в положение 9 с угловым ускорением с О, имеет вид

ЕТ8,9

ыТ + — — - ——

8,9 2 8,9 (7) где ы — угловая скорость поворотной части делительного устройства в момент прекращения воздействия рабочей поверхности кулачка на палец, Подставив в уравнение (7) величину угла р 8 согласно формулы (6), 8,9 сделав преобразования и решив полученное полное квадратное уравнение, определяют время поворота пальца Е из положения 8 в положение 9 результатов выбирают наименьшее, т.е.

1349968

8 дви- Подставив в уравнение (5) значеполо- ния Т и Тщ,„ согласно формулам (9) и (10) и сделав преобразования, получают уравнение (3) — О.

Известно, что угол конечного поло-, жения пальца, взаимодействующего с наклонным участком кулачка, обеспечивающим движение поворотного стола в промежуточное угловое положение, дол- 15 жен находиться в пределах

2и

О < А„ п

Таким образом, в соответствии с фиг. 4 и 5 величина Н должна принадлежать интервалу (Н р Н „1, т. е. х

Н е(Нр, Н „).

Предлагаемое делительное устройст25 во работает следующим образом.

В исходном положении (фиг. 2 и 3) кулачок 6 находится в крайнем правом положении. Правая рабочая поверхность кулачка 6, обеспечивающая доворот поворотного стола 3 в рабочую позицию с последующей его фиксацией, имеет наибольшую ширину в направлении, перпендикулярном направлению его перемещения, больше или равную расстоянию S между одновременно взаимодейс- 35 твующими с ним двумя смежными пальцами 5, между которыми располагается данная рабочая поверхность в конце хода кулачка 6, Расклинивая указанные пальцы своими участками В и О, 40 правая рабочая поверхность кулачка

6 фиксирует поворотный стол 3 от поворота.

При поступательном перемещении кулачка 6 под действием привода 7 45 влево наклонный участок С левой рабочей поверхности кулачка 6, взаимодействуя с пальцем 5, обеспечивает поворот стола 3 по часовой стрелке и нефиксированное промежуточное уг- 5р ловое положение. Принудительный поворот в нефиксированное промежуточное угловое положение под воздействием левой рабочей поверхности кулачка 6 на палец 5 происходит на участке 55

7I р < — —, т.е. на угле, меньп шем либо равном половине углового шага между двумя смежными пальцами 5.

В соответствии с фиг.5 время жения кулачка из положения 10 в жение 11

1 — (R-r ) - Н р

Т

2 о,, V

В следующий момент кулачок 6 под действием привода 7 начинает движение в обратную сторону, а поворотная часть делительного утройства, содержащая шпиндель 2, поворотный стол 3 с закрепленными на нем изделиями, диск 4 с установленными в нем пальцами 5, продолжает вращаться по инерции. Так как все параметры целительного устройства соответствуют условиям, оговоренными формулами (1) (4) и (11), участок D левой рабочей поверхности кулачка, параллельной направлению перемещения кулачка 6, не взаимодействует с пальцем 5. В результате этого отсутствуют остановка поворотной части делительного устройства, ее фиксация и расфиксация в промежуточном угловом положении.

При дальнейшем движении кулачка

6 вправо наклонный участок С его.правой рабочей поверхности входит в контакт с пальцем 5 и обеспечивает доворот в рабочую позицию вращающейся по инерции поворотной части делительного устройства до тех пор, пока палец

5, ближайший к участку D правой рабочей поверхности, параллельному направлению перемещения кулачка 6, не входит в контакт с последней, После этого происходят расклинивание двух смежных пальцев 5 участками В и D и фиксация стола в рабочем положении.

Таким образом, использование предлагаемого изобретения обеспечит снижение энергозатрат за счет уменьшения усилий, необходимых на доворачивание в рабочую позицию вращающегося по инерции стола, а также sa счет исключения усилий, необходимых для заклинивания и расклинивания кулачка в нефиксированных промежуточных угловых положениях стола; повышение долговечности устройства за счет продотвращения ударных воздействий пальцев об участок кулачка, параллельный направлению перемещения последнего, а также за счет уменьшения числа циклов заклинивания и расклинивания, 1349968 уменьшение габаритов устройства и повышение его производительности за счет уменьшения рабочего хода кулачка и исключения дополнительного хода кулачка, необходимого для его заклинивания между двумя смежными пальцами в нефиксированном промежуточном угловом положении, и соответствующего им сокращения времени поворота стола из одной рабочей позиции в другую, снижение металлоемкости устройства за счет уменьшения его габаритов и уменьшения ширины кулачка, обеспечивающего поворот делительного стола в.нефиксированное промежуточное угловое положение, упрощение технологии изготовления кулачка за счет исключения необходимости точного выдерживания размера между осью шпинделя и участком D параллельным направлению перемещения кулачка, обеспечивающего поворот делительного стола в нефиксированное промежуточное угловое положение, а также за счет исключе- р5 ния необходимости выполнения в данном клине наклонного участка В, обеспечивающего заклинивание его между пальцами.

Формула изобретения

Делительное устройство, в корпусе которого установлен соединенный с приводом возвратно-поступательного перемещения кулачок с двумя обращенными в противоположные стороны рабочими поверхностями, имеющими наклонные и параллельные относительно направления перемещения участки, установленные с возможностью взаимодействия с пальцами, закрепленными на периферии диска поворотного стола, причем наибольшая ширина одного из кулачков в направлении, перпендикулярном направлению его перемещения, больше расстояния между двумя смежными пальцами, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения быстродействия при малом числе делений по окружности, наибольшая ширина второго кулачка в направлении, перпендикулярном направлению его перемещения, меньше расстояния между двумя смежными пальцами.

1349968

A-4

СЬа Г

1349968

Составитель Ю.Коваль

Техред Л.Сердюкова Корректор И.Мускa

Редактор И.Горная

Заказ 5218/14 Тираж 786 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðîä„ ул.Проектная, 4