2.2.7.3 Другие механизмы для осуществления периодических движений

Для осуществления периодических движений в станках применяются устройства механические, гидравлические, пневматические, электрические и различные комбинированные. К числу механических, кроме более распространенных храповых и мальтийских, относятся кулачковые механизмы, неполнозубые передачи и другие устройства.

В неполнозубой передаче (см. рис. 2.7,ж) ведомое колесо Z₂ имеет полный зубчатый венец, а ведущее Z₁ – зубья только на части окружности. Ведомое колесо поворачивается лишь тогда, когда с его зубьями сцепляются зубья неполнозубого ведущего колеса (или зубчатого сектора).

Передаточное отношение механизма: .

В механизме должно быть предусмотрено устройство, фиксирующее ведомое колесо от проворота, когда оно не сцеплено с сектором. Передачи такого типа работают с ударами в моменты начала и конца зацепления, что является их недостатком.

2.2.8 Суммирующие механизмы

Такие механизмы применяют для сложения движений. Суммирующий механизм объединяет две кинематические цепи, соединяющие различные начальные звенья с одним и тем же конечным. Суммирование движений, к примеру, имеет место:

- если один и тот же рабочий орган получает движение от двух двигателей или иных источников движения;

- если требуется получить неравномерное движение узла, заданное определенным законом;

- если требуется обеспечивать точную настройку кинематических цепей, например, к основному движению прибавляется дополнительное от коррегирующего устройства. Дополнительное движение в таком случае исправляет кинематические погрешности элементов, обеспечивающих основное движение. Для этого может быть применена винтовая передача (см. рис. 2.4,а), в которой скорость (или величина) перемещения гайки вдоль оси вращающегося винта корректируется при повороте гайки в ту или иную сторону.

Сложение движений может осуществляться реечной передачей (см. рис. 2.4,б), если вращение шестерня будет получать и за счёт перемещения рейки, и за счёт перемещения шестерни вдоль рейки. В качестве суммирующих механизмов используется ещё ряд передач и устройств.

Рассмотрим т.н. дифференциальные механизмы или дифференциалы (рис. 2.8) с цилиндрическими (а) и коническими (б) колёсами.

В них движение валов I и II суммируется на валу III. В этой связи необходимо знать передаточные отношения механизма от вала I к валу III , и от вала II к валу III . Их можно определить по формуле Виллиса или по правилу Свампа. Применение последнего более наглядно, поэтому воспользуемся правилом и рассмотрим в отдельности два варианта действия того и другого механизмов:

1) когда вал I ведёт (ВЩ), а вал II неподвижен; при этом определяют ;

2) когда вал II ведёт (ВЩ), а вал I неподвижен; при этом определяют .

2.2.8.1  В планетарном цилиндрическом дифференциале (см. рис. 2.8,а) движение от вала I к валу III передаётся колёсами Z₁, Z₂, Z₃, Z₄. Вал II соединён с корпусом (водилом) механизма, в котором эксцентрично установлены колёса Z₂ и Z₃ (т.н. сателлиты), в результате при повороте корпуса колесо Z₂, перемещаясь по радиусу относительно оси центрального колеса Z₁, поворачивается и вокруг собственной оси. Это вращение через сателлит Z₃ и центральное колесо Z₄ передаётся валу III. Итак:

1) передаточное отношение от вала I к валу III – при этом валы I и III вращаются в разных направлениях;

2) для определения передаточного отношения от вала II к валу III представим, что весь механизм как жёсткое звено повёрнут на один оборот (+1), а затем вал I возвращён назад (–1) и при этом возврате вал III совершил поворот в соответствии с передаточным отношением . Запишем это двумя строками в таблице с соответствующими знаками ("+" – при повороте валов в одном направлении и "–" – в разных) и просуммируем по столбцам:

Вал I – неподвижен	Вал II – ВЩ	Вал III – ВМ
+1 –1	+1 0	+1
0	+1

Очевидно, что за один оборот вала II вал III совершает оборота, и значит, передаточное отношение равно при этом валы II и III вращаются в одном направлении.

2.2.8.2  В коническом дифференциале (см. рис. 2.8,б) движение от вала I к валу III передаётся колёсами Z₁, Z₂, Z₃. Вал II соединён с корпусом механизма, в котором установлены сателлиты Z₂. При повороте корпуса колёса Z₂, перемещаясь относительно центрального колеса Z₁, поворачивается и вокруг собственной оси. Это вращение через центральное колёсо Z₃ передаётся валу III.

Воспользуемся правилом Свампа:

1) передаточное отношение от вала I к валу III – , т.к. , при этом валы I и III вращаются в разные стороны;

2)

Вал I – неподвижен	Вал II – ВЩ	Вал III – ВМ
+1 –1	+1 0	+1 +1
0	+1	+2

Таким образом , при этом валы II и III вращаются в одном направлении.

При желании определить частоту и направление вращения ведомого вала дифференциала, следует сложить частоты вращения ведущих валов, умноженные на соответствующие передаточные отношения с учётом знаков ("+", "–"), отражающих направления вращения валов.