Пространственный кулачковый механизм для взаимного преобразования возвратно- поступательного и вращательного движений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Ц;

321654

ОПИСА Е

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКЬМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 13.11.1970 (Эй 1406134/25-28) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 19.XI.1971. Бюллетень № 35

Дата опубликования описания 2.II.1972

МПК F 1611 29/04

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.833.7(088.8) Авторы изобретения

Б. Б. Лопатик и А. Ф. Кладов

Заявитель

ПРОСТРАНСТВЕННЬ1Й КУЛАЧКОВЫЙ МЕХАНИЗМ

ДЛЯ ВЗАИМНОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ВОЗВРАТНОПОСТУПАТЕЛЬНОГО И ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЙ

Изобретение относится к общему машиностроению, в частности конструкции кулачковых механизмов для взаимного преобразования возвратно-поступательного и вращательного движений. 5

Известны пространственные кулачковые механизмы для взаимного преобразования возвратно-поступательного и вращательного дви>кения, содержащие ведущий и ведомый цилиндрические соосные кулачки с торцовыми 10 профилями взаимодействующими друг с другом посредством тел качения, а один из кулачков взаимодействует со стойкой посредством пружины. Недостатком известных механизмов является сложность конструкции и 15 невозможность самоустановки одного из кулачков относительно другого.

С целью упрощения конструкции, улучшения динамических характеристик механизма и самоустановки одного из кулачков относи- 20 тельно другого в предложенном кулачковом механизме подпружиненный кулачок снабжен упругими пальцами, а пространственные профили кулачков выполнены в виде кольцевых волнообразных поверхностей, характеризую- 25 щихся следующими параметрами:

Z n гтрк, 120 где v — частота колебаний кулачка; Z— число выпуклостей на кольцевой поверх- 30 ности; n — число оборотов в минуту вращающейся кольцевой поверхности;

1.>1, где L — минимальный радиус кривизны выпуклостей; 1 — минимальный радиус кривизны впадин.

При этом радиус Р тел качения, например, шариков, характеризуется неравенством:

p) —, f где /г — коэффициент трения качения; коэффициент трения скольжения.

На фиг. 1 показан предложенный кулачковый механизм (кулачок, взаимодействующий со стойкой посредством пружины, находится в нижней мертвой точке н.м.т. и в верхней мертвой точке в.м.т.); на фиг. 2 — положение шарика в н.м.т и в в.м.т.

Механизм содержит корпус 1, ведущий цилиндрический кулачок 2, подпружиненный пружиной 8 и снабженныи упругими пальцами 4, ведомый цилиндрический кулачок 5, выполненный так же, как и ведущий, с торцовыми профилями, расположенный соосно с ведущим кулачком 2, тела качения, например шарики 6, с помощью которых может осуществляться взаимодействие ведущего 2 и ведомого 5 цилиндрических кулачков, стойку 7, 321654 с которой с помощь!о пружин!.! 8 может

ВэаИМОДЕйетВОВатЬ ВЕДУЩИЙ ЦИЛ!П1ДРИг1ЕСКП1Й кулачок 2, и вал 8.

Пространственные профили цилиндрических кулачков 2 и 5 выполнены в виде кольцевых волнообразных поверхностей, характеризую. щихся следующими параметрамн:

Z. )7 гц, 120 где v — частота колебаний ведущего ц11линдрического кулачка 2; Z — число выпуклостей на кольцевой поверхности; n — число оборотов в минуту вращающейся кольцевой поверхности;

L)l, где L — минимальный радиус кривизны выпуклостей; 1 — минимальный радиус кривизны впадин.

При этом радиус R тел качения, например, шариков, характеризуется следующим неравенством:

R) —, k

f где k — коэффициент трения качения; коэффициент трения скольжения.

Ведущий цилиндрический кулачок 2 может совершать возвратно-поступательное движение. Его вращение вокруг общей оси устройства предотвращается пальцами 4, входящими в отверстия корпуса L Ведомый цилиндрический кулачок 5, посаженный на вал 8, лишен возможности перемещаться поступательно и может только вращаться в подшипниках корпуса.

Механизм работает следующим образом.

При вращении ведомого цилиндрического кулачка 5 шарики 6 под действием момента сил трения, катятся по профилирова1пым поверхностям кулачков. Центры шариков прн этом описывают эквидистанты * профилей одновременно обоих кулачков, а это возмо>кHL7 только при условии одновременного изменения углового положения кулачков и осевого расстояния между ними. Поэтому при вращении ведомого цилиндрического кулачка 5 ведущий цилиндрический кулачок 2 совершает возвратно-поступательное движение с величиной хода в одном направлении, равной удвоенной высоте кулачка и частотой

Z.n

v= гц, 120 где v — частота колебаний куля !ка: Z— число выпуклостей на кольцевой поверхности; а — число оборотов в минуту вращающейся кольцевой поверхности.

Существует критическая зона 1„в„,, зависящая от кривизны контактирующих поверхностей и величины коэффициента и не зависящая от сил, действу1ощих со стороны кулачков на шарики. Внутри зоны l„„, шарик находится в состоянии безразличного

Задаваясь вышеуказанным сопоставлением минимальных радиусов кривизны впадин и ьыпуклостей профиля кулачков, добиваются того„что ошибка всегда будет меньше вели1 -e. L L.т. 4.ir.г. — и, следовательно, 2 2 устойчивой работы механизма.

Предмет изобретения

Пространственный кулачковый механизм для взаимного преобразования возвратно-поступательно 0 и вращательного движений, содержащий ведущий и ведомый цилиндрические соосные кулачки с торцовыми профи.п1.,п1, взаимодействующими друг с другом по"pe;I;cTBOM тел качения, а один пз кулачков взаимодействует со стойкой посредством ,10 пружины, отличтоцийся тем, что, с целью упро!цениrI конструкции, улучшения динамических характеристик механизма и самоустаковки одного из кулачков относительно другого, подпружиненный кулачок снабжен упру,15 !!1п! пальцами„а пространственные профили ку ачков выполнены в виде кольцевых волпообр азных поверхностей, хар актеризующихся с7еду1ощи п: параметрами:

Z n

50 120

1, ii-. "г — 1астота 1 Олеоа!1!пl Гг,73 ll;;l; Z число выпуклостей на кольцевой поверхности; и — число оборотов в минуту вращающейся кольцевой поверхности;

Lol, где l — минимальный радиус кривизны впади!1, L — м;шимальпый радиус кривизны выпуклостей.

Гри этом радиус R тел качения, например, шариков, характеризуется неравенством:

R)

f где /. — коэффициент трения качения;

65 «оэффициент трения скольжения.! ипы р авповесия 1- может потерять устойчивость ! о",üêî при смещении на некоторую крпти н.твг

1ескую величину "" . В верхней мертвой г

5 точке:парик находится в метастабильном состоянии и может потерять устойчивость только при смещении на некоторую критиче1в.т..т. скую величину "— . С каким бы сдвигом

10 фаз в своем движении шарики пе приходили в н.м.т., выйти из нее они могут только с ошибкой в положении, не превышающей

1в, т —, а так как во всех остальных точках

15 грофпля кулачков критическая зона больше, чем в н.м.т., то шарик не может потерять устойчивость, пока накапливаемая в процессе движения ошибка в его положении не превысит разности

20 L в.м.т. lLL, LL.т.

2 2

321654

Ы iи t ! (вил 2

Фиг. 1

Корректор Е. Усова

Редактор М. Макарова

Заказ 3998/2 Изд. № 1713 Тираж 173 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретении и открытий прп Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д 4, 5

Типография, пр. Сапу ова, 2

Составитель Е. Андреенкова

Техред E. Борисова

1