19.6. Механізми переривчастого руху

В деяких машинах нерідко використовується односторонній переривчастий рух (обертовий або поступальний) в одному напрямку з періодичними вистоями. Такі механізми іноді називають кроковими механізмами. Оцінку долі руху і вистою у загальному робочому цикліТмеханізму здійснюють відносними коефіцієнтами часу рухуt_рта часу вистою (спокою)t_ввихідної ланки, тобто

k_р=t_р / T,k_в=t_в / T.(19.15)

Для забезпечення переривчастого руху можна використовувати різні пристрої: механізми неповнозубих коліс, храпові механізми, мальтійські механізми та інші. Розглянемо принцип роботи деяких механізмів переривчатого руху та їх особливості.

М

Рис. 19.10. Схема механізму переривчастого руху

З неповнозубими колесами

еханізми неповнозубих коліс використовуються для надання вихідному валу обертового руху з періодичними вистоями. Щоб забезпечити такий рух, вхідне колесо повинно мати більший початковий діаметр, а вихідне – менший (рис. 19.10). Оскільки в зачепленні коліс повинно бути однакова кількість зубів, то на обох колесах зрізають частину зубів, але так, щоб виконувалась рівністьz_ф1=z_ф2, деz_фі– фактична кількість зубів коліс (і = 1, 2). Отже, в таких передачах використовують не повні зубчасті колеса, а їх сектори.

Після повороту зубчастих коліс на кут _р=z_ф , де– кутовий крок (= 2/z), зуби секторів виходять із зачеплення. При цьому колесо1продовжує рухатися, а колесо2зупиняється і фіксується в нерухомому стані запірними дугамиВіГ. Зупинка продовжується доти, доки поверхняБвхідного зубчастого сектора не почне впиратися у виступАі зуби коліс знову ввійдуть у зачеплення. Тривалість зупинки колеса2визначається за часом повороту вхідного колеса на кут_1в. Тому коефіцієнт часу вистою визначається у вигляді

k_в=t_в / T=_1в/ 2. (19.16)

Кут _1вповинен охоплювати ціле число кутових кроків= 2/z_ф1, яке відповідає цілому числу кроків= 2/z_ф2на колесі2. Проте, як відомо, коефіцієнт перекриття в зубчастій парі, звичайно, більший одиниці і це може викликати додатковий поворот колеса2та порушити умову спряження зубів на початку наступної фази руху. Для усунення цього явища на стадії проектування механізму передбачають, що коефіцієнт перекриття останньої пари зубів дорівнює одиниці. Найпростіше це досягається завдяки зменшенню висоти останнього зуба на сегменті1на відповідну величину.

Недоліком зубчастих механізмів з неповним числом зубів є наявність ударів у мить початку зачеплення, та в кінці фіксації зупинки запірними дугами. Тому вони застосовуються в тихохідних машинах при незначних рухомих масах. З метою зменшення ударів у таких механізмах використовуються різні пристрої, які дозволяють плавно вводити в зачеплення або виводити із зачеплення зубчасті сектори.

Н

Рис. 19.11. Схема храпового механізму

а рис. 19.11 зображено приклад храпового механізму. Такий механізм складається з храпового колеса4, собачки5, яка шарнірно закріплена на коромислі3шарнірного чотириланкового механізмуО₁АВО₂з кривошипом1і шатуном2. При русі коромисла3проти руху годинникової стрілки собачка впирається в зуб храпового колеса і повертає це колесо на відповідний кут, який залежить від кута розмаху коромисла і кратний кутовому кроку храпового колеса. При русі коромисла в зворотному напрямку собачка проскакує над зубами храпового колеса і останнє залишається нерухомим. Для запобігання зворотного ходу колеса4встановлюється друга собачка6(упор), яка не дає змо­ги колесу обертатися в зворотному напрямку.

У тих випадках, коли необхідно регулювати кут повороту храпового колеса 4(при сталому куті розмаху коромисла3) необхідно використати дуговий щиток7, пересуваючи який вздовж вершин зубів храпового колеса можна перекривати частину зубів, які знаходяться на дузі переміщення собачки. Регулювання кута повороту храпового колеса здійснюється стрибками з кроком, який дорівнює кроку храпового колеса= 2·/z, деz– число зубів храпового колеса. Основні геометричні параметри храпових коліс регламентуються стандартами.

У

Рис. 19.12. Храповий механізм з поступальним рухом вхідної ланки

Рис. 19.13. Схема механізму поступального переривчастого руху

деяких машинах і пристроях застосовуються храпові механізми, в яких вхідна ланка2здійснює поступальний рух (рис. 19.12), а храпове колесо1– обертовий.

Для забезпечення поступального переривчастого руху можна використати зубчасту рейку 4(рис. 19.13), яка приводиться в рух собачкою3.Зворотно-посту­пальний рух собачки3можна забезпечити різними механізмами. У даному випадку собачку приводить у рух приводний вал1за допомогою пальця2, посадженого на диск5.Для надійності контакту собачки з зубами храпового колеса (рейки) застосовують замикання пружиною (на рис. 19.13 не показано).

Храпові механізми рідко використовуються в швидкохідних машинах через великий шум при їх роботі та невизначеність обертання при відсутності гальмівної системи.

Різновидом храпових механізмів, які можуть використову­ватися в більш відповідальних випадках, є муфти вільного ходу(рис. 19.14). У таких муфтах односторонній переривчастий рух забезпечується за рахунок сил тертя, які виникають між ланками3і5та роликами (або шариками)4.

Залежно від напрямку відносного руху ланок 3і5ролики4можуть заклинюватися між поверхнями цих ланок або проковзувати. Наприклад, при обертанні ланки3проти руху годинникової стрілки ролики4за рахунок сил тертя викотяться в ширшу частину клинової порожнини, і муфта розчепиться, і навпаки, при обертанні ланки3за рухом годинникової стрілки, ролики4закотяться у вужчу частину порожнини, і муфта заклиниться. Отже, обертовий рух кривошипа1перетворюється в односторонній переривчастий рух ланки5.Кутова швидкість ω₅ланки5є змінною величиною.

Рис. 19.14. Схема муфти вільного ходу

Для забезпечення постійного контакту роликів з поверхнями ланок 3і5можуть використовуватися пружини6і регулювальні гвинти (на рисунку гвинти не показані).