Механизмы прерывистого вращательного движения.

1. Храповые механизмы

Храповые механизмы позволяют получать прерывистое вращение ведомого звена машины-автомата в широком интервале углов его поворота.

Рассмотрим кинематические схемы храповых механизмов с рычажным и кулачковым приводом (рис.9). Ведущие звенья этих механизмов – соответственно кривошип и кулачок, с помощью которых осуществляется поворот коромысла 1, ось вращения которого совпадает с осью вращения храпового колеса 4. На коромысле шарнирно закреплена собачка 2, прижимаемая плоской пружиной 3 к храповому колесу. При повороте коромысла против часовой стрелки собачка западает во впадины между специально спрофилированными зубьями храпового колеса и поворачивает его. При вращении коромысла в другую сторону собачка скользит по поверхности зубьев храпового колеса; оно не поворачивается.

Храповой механизм не обеспечивает закрепления ведомого звена в неподвижном положении, в связи с чем оно должно быть снабжено 5.

Кинематический синтез рычажного или кулачкового механизма выполняется таким образом, чтобы за один полный оборот ведущего звена угол поворота коромысла обеспечил необходимый угол поворота храпового колеса и связанных с ним звеньев машины-автомата.

Рис. 9. Храповые механизмы:а – с рычажным приводом; б – с кулачковым приводом (1 – коромысло; 2 – собачка; 3 – пружина; 4 – храповое колесо; 5 – фиксатор)

Угол поворота храпового колеса несколько меньше угла поворота коромысла, так как собачка не сразу входит в зацепление с зубом храповика. Угловой перебег собачки, необходимый для ее западания в паз храпового колеса, обычно принимается 3 – 6^о. Поворот ведомого звена всегда совершается на угол, кратный угловому шагу храпового колеса 360^о/z , где z – число зубьев храповика.

При метрическом синтезе рычажного или кулачкового механизмов следует учитывать, что время выстоя храпового колеса задается условиями выполнения технологического процесса. Время его поворота должно быть минимизировано с учетом ограничений, определяемых допускаемой величины динамической нагрузки.

Используются также храповые механизмы с гидравлическим приводом, например храповой механизм поворота барабана револьверной литьевой машины (рис. 8, а). При подаче жидкости под давлением в гидроцилиндр 1, шарнирно закрепленный на станине, шток 2 поворачивает фигурную плиту 3 с установленной на ней собачкой 4. Собачка упирается в зуб храповика 5, скрепленного с барабаном, и поворачивает его. Фиксация храповика осуществляется упором 6.

Находят применение и храповые механизмы с внутренним зацеплением (рис. 8, б). В этом случае возрастают габариты храпового колеса, но его зубья находятся в более благоприятных условиях нагружения, чем в храповых механизмах внешнего зацепления.

Для расчета на прочность храповиков необходимо знать требуемый угол поворота храпового колеса  и момент сил сопротивления М на валу храпового колеса.

Число зубьев храпового колеса определяется выражением

z = 360^o /

и округляется до целого значения в пределах 8…48.

Момент сил на валу храповика складывается из статического момента М_сс от воздействия сил технологического сопротивления, если они имеются, сил трения в опорах поворачиваемого элемента М_ст , например стола, и динамического момента М_и :

М = М_сс + М_ст + М_и.

Для расчета динамического момента необходимо располагать сведениями о величине момента инерции J массы стола и всех жестко скрепленных с ним элементов относительно оси вращения стола и максимальное угловое ускорение , которое равно угловому ускорению коромысла. Таким образом,

М = М_сс + М_ст + J .

Недостатки храповых колес, ограничивающие область их использования – шум и значительный износ при работе с большими угловыми скоростями.