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