6.2.2 Храповые механизмы
Храповый механизм передает движение только в одну сторону и, соответственно, позволяет превратить колебательные движения какого-либо звена механизма в однонаправленные шаговые перемещения. Например, толкатель 1 кулачкового механизма (рис. 6.15) совершает возвратно-качательное движение.
Рис. 6.15. Храповый механизм с приводом от кулачка:
1 – толкатель; 2 – рычаг; 3, 6 – собачка; 4 – пружина; 5 – храповое колесо
На рычаге 2, жестко связанном с толкателем, закреплена шарнирно собачка 3. Собачка поджимается пружиной 4 к храповому колесу 5 и входит в зацепление с зубьями этого колеса. При повороте рычага 2 против часовой стрелки, собачка поворачивает храповик 5, при движении рычага 2 в обратную сторону собачка выходит из зацепления с зубом храповика и храповик остается на месте. Угол поворота храповика на один шаг определяется числом z его зубьев (впадин) = 2/z.
Для гарантированного
попадания собачки в следующую впадину
при обратном ходе рычага, угол качания
рычага должен быть немного больше угла
.
Фиксация храпового колеса после
завершения его поворота осуществляется
различного рода тормозами и фиксаторами.
Например, для исключения обратного хода
храповика и связанных с ним деталей
вводят вторую собачку 6, сидящую на
неподвижной оси.
Качательное движение рычага 2 может быть реализовано не только кулачковым механизмом, но и другими механизмами, например, показанными на рис. 6.10. а, в или рис. 6.11.
Довольно часто в машинах применяются линейные храповые механизмы (рис. 6.16). Здесь, храповую рейку 1 толкает подпружиненная собачка 2. Собачку возвратно-поступательно перемещает цилиндр 3. Собачка 4 препятствует обратному ходу храповой рейки.
????????????
Рис. 6.16. Линейный храповый механизм:
1 – храповая рейка; 2, 4 – подпружиненная собачка; 3 – цилиндр
Храповой механизм не изменяет закон движения исполнительного звена, который задан кулачком или рычажным механизмом. Передаточное отношение храпового механизма u = 1.
Силовой расчет храпового механизма сводится к определению контактных напряжений в паре зуб-собачка и определению давлений в шарнирах. Передача сил от собачки на зуб храповика наиболее благоприятна при малых углах между нормалью к грани зуба и линией, соединяющей середину зуба с центром шарнира собачки (рис. 6.16). Но при слишком малых углах есть опасность выхода собачки из зацепления. Поэтому, рекомендуется выбирать = 15...20°. Как и в других, ранее рассмотренных механизмах, выбор размеров храповика, собачки и других деталей храпового механизма определяется множеством факторов, главный из них – компоновка.
Храповые устройства относительно просты и дешевы в изготовлении, широко применяются в различных приводах шаговых подач, например в линейных и карусельных транспортерах, в перекладчиках грузов, а также в грузоподъемных устройствах и в велосипедах в качестве обгонных муфт. В отличие от механизмов мальтийского креста, механизмы с храповым устройством не имеют жестких ограничений по соотношению времен движения и выстоя. Однако при работе храповых устройств неизбежны «жесткие» (скачок скорости) и «мягкие» (скачок ускорения) удары, а также шум. Поэтому в высокоскоростных приводах храповые устройства не применяются.