Кулачковый механизм

 

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для преобразования вращательного движения в поступательное. Цель изобретения расширение кинематических возможностей механизма за счет переналадки. Механизм содержит корпус с размещенным в нем приводным кулачком и толкателем с роликом, имеющим возможность поступательного перемещения в направляющих корпуса. Кулачок и ролик выполнены в виде эксцентриков, на каждом из которых эквидистантно окружностям эксцентриков жестко закреплены зубчатые шестерни, причем диаметры делительных окружностей шестерен равны диаметрам окружностей соответствующих эксцентриков. 6 ил.

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для преобразования вращательного движения в поступательное.

Известен трехзвенный кулачковый механизм с поступательно движущимся плоским толкателем, содержащий корпус с размещенным в нем приводным кулачком и плоским толкателем, имеющим возможность поступательного перемещения в направляющей корпуса [1] Этот механизм не позволяет изменять величину хода и скоростные параметры толкателя. Для изменения этих величин необходимо изготовление нового кулачка.

Наиболее близким к предлагаемому является трехзвенный кулачковый механизм, содержащий корпус с размещенным в нем приводным кулачком и толкателем с роликом, имеющим возможность поступательного перемещения в направляющей корпуса [2] Однако известный механизм не позволяет изменять величину хода толкателя, что существенно сужает его кинематические возможности. Для изменения величины хода известного механизма необходимо изготовление нового кулачка.

Целью изобретения является расширение кинематических возможностей механизма за счет переналадки.

Цель достигается тем, что в известном кулачковом механизме, содержащем корпус с размещенным в нем приводным кулачком и толкателем с роликом, имеющим возможность поступательного перемещения в направляющих корпуса, кулачок и ролик выполнены в виде эксцентриков, на каждом из которых эквидистантно окружностям эксцентриков жестко закреплены зубчатые шестерни, причем диаметры делительных окружностей шестерен равны диаметрам окружностей соответствующих эксцентриков.

За счет такого выполнения механизма исключается проскальзывание эксцентриков относительно друг друга, что обеспечивает постоянство фазового угла и, следовательно, неизменность цикла для данного фазового угла.

Такое конструктивное решение позволяет при переналадке изменять величину хода толкателя путем изменения фазового угла поворота одного из эксцентриков, что расширяет кинематические возможности механизма.

Таким образом, за счет обеспечения переналадки механизма появляется возможность изменять величину хода и скоростные параметры толкателя, что расширяет кинематические возможности механизма.

На фиг. 1 схематично показан механизм; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 расчетная схема; на фиг. 4 график перемещения толкателя при 1(ϕ₀= 0,45,90°); на фиг. 5 то же при 0,5(ϕ₀= 0,45,90°); на фиг. 6 то же при 0,25(ϕ₀= 0,45°).

Кулачковый механизм содержит корпус 1, в котором на подшипниках смонтирован приводной кулачок 2, выполненный в виде эксцентрика с жестко закрепленной эквидистантно окружности кулачка 2 шестерней 3, причем диаметр делительной окружности шестерни 3 равен диаметру окружности кулачка 2. В направляющих корпуса 1 с возможностью поступательного перемещения установлен толкатель 4, в котором на подшипниках установлен ролик 5, выполненный в виде эксцентрика, на котором жестко закреплена эквидистантно окружности ролика 5 шестерня 6, причем диаметр делительной окружности шестерни 6 равен диаметру окружности ролика 5. Прижатие ролика 5 к кулачку 2 осуществляется прижимным устройством, выполненным в виде пружины, пневмоцилиндра и др. (на фиг. 1 и 2 не показано).

Кулачковый механизм работает следующим образом.

При вращении кулачка 2 происходит подъем ролика 5 и его одновременный поворот в подшипниках толкателя 4, при этом в результате взаимодействия кулачка 2 и ролика 5 (эксцентриков) происходит перемещение толкателя 4.

Следует заметить, что зубчатое зацепление шестерен 3 и 6 относительно мгновенных центров вращения шестерен постоянно как в части межцентрового расстояния, так и угла зацепления, а осевые нагрузки зацепления компенсируются поверхностями эксцентриков (т.е. зубья не "вдавливаются" друг в друга).

Варьирование кинематических параметров механизма осуществляется разъединением шестерен 3 и 6 и поворотом ролика 5 на некоторый фазовый угол ϕ₀ (в исходном состоянии механизма ϕ=0).

Ход х толкателя 4 в общем случае определяется формулой x -l₂·cos(Ψ+ϕ₀)-l₁cosϕ где Ψ U+arcsin d₁ диаметр кулачка 2, он же диаметр делительной окружности шестерни 3; d₂ диаметр ролика 5 (эксцентрика), он же диаметр делительной окружности шестерни 6; l₂ эксцентриситет ролика 5; ϕ₀ фазовый угол сдвига ролика 5 в исходном положении;
l₁ эксцентриситет кулачка (эксцентрика);
ϕ текущий угол поворота кулачка 2.

Для упрощения расчетов использовалось допущение
K

Формула изобретения

КУЛАЧКОВЫЙ МЕХАНИЗМ, содержащий корпус с размещенным в нем приводным кулачком и толкателем с роликом, имеющим возможность поступательного перемещения в направляющих корпуса, отличающийся тем, что кулачок и ролик выполнен в виде эксцентриков, на каждом из которых эквидистантно окружностям эксцентриков жестко закреплены зубчатые шестерни, причем диаметры делительных окружностей шестерен равны диаметрам окружностей соответствующих эксцентриков.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5