§ 193 Реверсивные механизмы. Механизмы поступательно-возвратного и периодического движения

Реверсивные механизмы служат для изменения направления движения. Несколько примеров таких механизмов представлено на фиг. 316.

Реверсивный механизм (цилиндрический трензель) состоит из четырех цилиндрических зубчатых колес г_ъ Z%, z₃ и

z₄ (фиг. 316, а). Зубчатое колесо г_х закреплено на валу /, зубчатое колесо г₄ — на валу //. Зубчатые колеса z_i и 2₃ посажены на пальцах обоймы с рукояткой А, поворачивающейся вокруг вала //, и находятся в последовательном постоянном зацеплении с колесом г₄ (z₂ — z₃— z_i). Обойма может занимать одно из трех положений, фиксируемых рукояткой Л: в положении / рукоятки движение от вала / идет по цепи z_x — г₂ — г₃ — г₄ и вал // будет вращаться в направлении, противоположном направлению вращения вала /. В положении 3 рукоятки движение пойдет по цепи z_x — г₃ — г₄; при этом вал // будет вращаться в одном направлении с валом /. В положении 2 рукоятки трензель выключен.

В механизме (фиг. 316, б) скользящая кулачковая муфта А замыкает на валу. // зубчатое колесо z₂ или z₅, в результате чего вал // получает пра­вое или левое вращение.

В реверсивном механизме с коническими зубчатыми колесами (фиг. 316, е) при соединении скользящей кулачковой муфты А с колесами z_x или г₂ вал // получает правое или левое вращение.

Привод поступательно-возвратного движения с реечной шестерней и рейкой. На фиг. 317 показана кинематическая схема привода продольно-строгального станка. От электродвигателя через коробку скоростей передается четыре скорости левой части С₁ электромагнитной муфты. Правая ее часть С₂ вращается с постоянной скоростью в обратную сторону. Между частями С₁ и C₂ муфты, свободно вращающимися в разные стороны, поме­щен диск п, жестко закрепленный на валу IV.

Фиг. 316. Реверсивные механизмы.

Фиг. 317. Привод поступательно-возвратного движения с реечным зацеплением.

Через катушки электромагнитов, помещенных в частях С₁ и С₂ муфты, пропускают поочередно постоянный ток, в результате чего соответствую­щая часть муфты силами магнитного притяжения соединяется с диском п и приводит его во вращение в ту или другую сторону. Далее движение пере­дается через зубчатые колеса 21/63 и 19/59 реечной шестерне z=14, которая при водит движение рейку PC, прикрепленную к столу СТ.

Переключение тока в электромагнитной муфте производится упорами у₁ и у₂, которые посредством тяг поочередно переключают прикрепленный к станине контактор.

Скорость движения стола выражается формулой:

v=n*i*π*m*z/1000 (м/мин)

где п—число оборотов электродвигателя в минуту;

i — общее передаточное отношение кинематической цепи от электро­двигателя до реечной шестерни;

т — модуль реечной шестерни в мм;

г — число зубьев реечной шестерни.

Время одного двойного хода стола

t=t_p+t_x+2t (мин)

| где t — время двойного хода стола в мин.;

t_p — время рабочего хода стола в мин.;

t_x- время холостого хода стола в мин.;

t₁ - время переключения рабочего или холостого хода стола на обратный в мин.

Если величиной t_t пренебречь, то приближенно

t=L/1000*v_p = L/1000*v_x (мин)

где L — длина хода стола в мм;

v_p и v_x — скорость рабочего и холостого ходов стола.

Полагая

v_x=v_pu

получим

t=(L/1000*v_p)+(L/1000*v_p*u)=(L/1000*v_p)*(u+1/u) (мин)

где:

u=v_x/v_p

Число двойных ходов стола в минуту

n=1/t

Механизм с качающейся кулисой. Движение от фланцевого электродви­гателя через коробку скоростей (фиг. 318, а) передается кулисному зубча­тому колесу 1, несущему палец, на который посажен камень 2, При одном обороте кулисного зубчатого колеса вокруг центра О камень 2 делает также один оборот и заставляет кулису 3 совершить качательное движение отно­сительно центра O₁ вправо и влево.

Качающаяся кулиса соединена через шарнир 4 посредством гайки 5 с ползуном 6, который таким образом получает поступательно-возвратное движение. Камень 2 кулисы можно переставлять в радиальном направлении посредством винта t_x, изменяя этим длину хода ползуна. Вращение винта Ц осуществляется вручную с помощью конических зубчатых колес г₂ и г_ъ вращаемых валом, на квадратную головку 7 которого насаживается руко­ятка.

Если рукояткой 8 освободить гайку 5, то ползун 6 можно переместить вправо или влево и затем вновь зажать гайку. В результате ход ползуна будет происходить на другом участке, сама же длина хода не изменится

При п об/мин кулисного зубчатого колеса / ползун делает п двойных ходов в минуту.

Камень 2 вращается с окружной скоростью v_K. При повороте камня на угол β ползун 6 совершит холостой (обратный) ход, а при повороте на угол а — рабочий ход.

Время одного двойного хода ползуна 6 равно времени одного оборота кулисного зубчатого колеса:

t=1/n=t_p+t_x=(α/360)*1/n=(β/360)*1/n мин

где I — время двойного хода ползуна в мин.; п — число двойных ходов ползуна в минуту; t_p—время рабочего хода ползуна в мин.; t_x — время холостого хода ползуна в мин.; α — угол рабочего хода; β — угол холостого хода. Из фиг 318, б следует, что

α=180+2*φ; β=180-2*φ

и

sinφ=L/2R

где L — длина хода ползуна в мм;

R — длина кулисы (в крайнем положении) в мм. φ — угол между крайним положением кулисы и линией центров кулисы. Скорость движения ползуна— величина переменная, что видно из графика на фиг. 318, в. При рабочем ходе скорость ползуна и_р изменяется от нуля (точка) до v _шах (точка 2) и снижается вновь до нуля (точка 3); при холостом ходе скорость ползуна v_x изменяется от нуля (точка 3) до v_xmax (точка 4) и снижается до нуля (точки /). Средняя скорость рабочего хода

V_pср=(L/1000tp)=(L/1000*(α/360)*1/n)=0.30Ln/α (м/мин)

Средняя скорость холостого хода

V_xср= (l/1000tx)=(L/1000(β/360)*1/n)=0.36Ln/β (м/мин)

Средняя скорость ползуна

V_ср=2Ln/1000 (м/мин)

Максимальная скорость рабочего хода

V_{p max}=π*n*L*cos φ/1000(1+(L/2R) (м/мин)

Максимальная скорость холостого хода

V_{x max}=π*n*L*cos φ/1000(1-(L/2R) (м/мин)

Храповой механизм. Ведущий вал 1 (фиг. 319, а) вращает диск А с кри­вошипным пальцем /, который за один оборот диска А сообщает шатуну 2 движение вперед и назад. Шатун 2 через палец 3 качает также вперед и назад, планку 4 и собачку 5. При движении вперед собачка поворачивает храповое колесо с числом зубьев г_хр, при движении назад она проскакивает обратно по храповому колесу.

В результате гайка В получает прерывистое поступательное движение. Если эту гайку прикрепить к столу станка, то стол также получит преры­вистое движение. Кривошипный палец / можно установить в пазу 6 ближе или дальше по отношению к центру О, в результате чего перемещение гайки B_,а следовательно и стола., будет большим или меньшим.

При одном обороте кривошипа 1 путь гайки В

S=1(об)*(a/z_xp)*t (мм)

где а — число зубьев, захватываемых собачкой за один ход шатуна: z_xp— число зубьев храпового колеса; t — шаг ходового винта // в мм

Фиг. 319.

а — храповой механизм; б — механизм мальтийского креста

Механизм мальтийского креста (фиг. 319,6) создает прерывистое движение. Вал / (ведущий) вращает водило / с пальцем 2 и диск 5. Палец 2 входит в паз 4 мальтийского креста 3 и поворачивает крест до тех пор, пока не выйдет из паза, после чего диск 5 стопорит мальтийский крест.

Количество пазов г в мальтийском кресте обычно бывает от 3 до 8.

Передаточное отношение механизма мальтийского креста

i=1/z