2.2.7 Механизмы прерывистого движения
Механизмы прерывистого движения применяются в приводах станков для обеспечения периодических перемещений их рабочих органов.
В механизмах, схемы которых показаны на рис. 2.7, ведущий вал I совершает непрерывное вращательное движение, ведомый II – прерывистое, т.е. периодически поворачивается на угол, равный 2π·i, где i – передаточное отношение механизма.
Рассмотрим некоторые механизмы прерывистого движения.
2.2.7.1 Храповые механизмы
В храповых механизмах (см. рис. 2.7,а,б) непрерывно вращающийся с ведущим валом кривошип (кривошипный диск) 1 через шатун 2 сообщает возвратно-качательное движение коромыслу 3 с собачкой (защёлкой) 4. Собачка при своём движении в одном направлении прощёлкивает по зубьям храповика (храпового колеса) 5, закреплённого на ведомом валу, а в другом, упираясь (будучи подпружиненной) в зуб храповика, обеспечивает его поворот вместе с коромыслом. Чтобы храповик произвольно не поворачивался при возврате собачки, предусматривают фиксатор 6. Храповик может иметь наружные (а), внутренние (б) или торцевые зубья.
Направление поворота ведомого вала постоянно и не зависит от направления вращения ведущего вала.
Собачка может приводиться и иным образом, например, она может находиться на штанге 1 (см. рис. 2.7,в), перемещающейся возвратно-поступательно.
Передаточное
отношение механизма:
,
где Z – число зубьев на храповике;
а – число зубьев храповика, захватываемых собачкой за один её ход.
Регулирование величины периодического перемещения, производимого посредством храпового механизма, может производиться:
- изменением угла качания коромысла с собачкой, что достигается изменением радиуса кривошипа (см. рис.2.7,а,б) или коромысла;
- изменением длины хода штанги с собачкой (см. рис.2.7,в);
- перекрытием с помощью специального щитка 4 (см. рис. 2.7,г) зубьев храповика на части дуги, описываемой собачкой, или автоматическим подъёмом собачки на части этой дуги.
Поворот храповика за один ход собачки может достигать 90-100 , однако в большинстве случаев он не превышает 45 .
Если механизм должен обеспечивать реверс ведомого вала, то храповик выполняют с зубьями симметричной формы, а собачку делают перекидной или поворотной.
Храповые механизмы часто используются для обеспечения прямолинейной периодической подачи рабочих органов строгальных, долбежных, шлифовальных и других станков: собачка периодически поворачивает на определённый угол храповик, кинематически связанный с ходовым винтом, который и осуществляет требуемое прямолинейное перемещение стола, суппорта и т.д.
При помощи храповой передачи может осуществляться также и круговое периодическое перемещение.
2.2.7.2 Мальтийские механизмы
Мальтийские механизмы предназначены для поворотов ведущего вала на большие углы, например 60о, 90о или 180о. Их обычно используют для периодических поворотов шпиндельных блоков токарных автоматов и полуавтоматов, револьверных головок в токарно-револьверных станках и автоматах, многопозиционных столов и т.д.
На ведущем валу механизма (см. рис. 2.7,д,е) закреплено водило 1, выполненное в виде рычага (д) или диска (е), с пальцем 2. Палец при повороте водила входит в одну из радиальных прорезей (пазов) диска ("мальтийского креста") 3, поворачивает его и выходит из прорези. Далее водило совершает холостую часть хода, а диск от самопроизвольного проворота фиксируется каким-либо устройством. Один из возможных вариантов такого устройства (см. рис. 2.7,д,) содержит закреплённый на оси водила фиксирующий диск с выемкой; мальтийский крест также имеет дуговые выемки. Поворот креста становится возможным, когда фиксирующий диск поворачивается к нему своей выемкой.
Передаточное отношение механизма: ,
где а – число пальцев на водиле;
Z – число прорезей на мальтийском кресте.
Мальтийские механизмы не допускают регулирования передаточного отношения. Оно "заложено" в конкретной конструкции. Однако если в кинематическую цепь между мальтийским механизмом и поворачиваемой частью станка ввести передачи с регулируемым передаточным отношением, то можно регулировать угол поворота этой части при неизменном угле поворота креста.
Мальтийские механизмы бывают т.н. правильные и не правильные. У правильных механизмов крест имеет пазы с равномерным шагом; у не правильных углы между смежными пазами креста различные. В станках используются, в основном, правильные мальтийские механизмы с внешним зацеплением и радиальными пазами. Рассмотренные механизмы являются плоскими и располагаются на параллельных валах. Существуют сферические мальтийские механизмы, обеспечивающие передачу периодических движений между взаимно перпендикулярными валами, но в станках они используются весьма редко.