Кулачковий механізм

Реферат: UA 87540 U UA 87540 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до машинобудування і стосується саме різних кулачкових механізмів для перетворення одних задаваємих рухів ведучого кулачка в інші необхідні рухи веденого штовхача. Відомий кулачковий механізм, який містить встановлені на нерухомій ланці ведучий кулачок і ведений штовхач у вигляді стержня, а також жорстко з'єднаний з ним і безпосередньо взаємодіючий із зазначеним кулачком проміжний елемент пластинчастої форми [див. Прикладная механика / Под ред. К.И. Заблонского. - Учебное пособие для вузов. - Киев: Вища школа, 1979. - С. 7, рис. 1.2, в]. Недоліком цього кулачкового механізму є те, що його проміжний елемент пластинчастої форми при своїй безпосередній взаємодії з ведучим кулачком утворює з ним локальний контакт тертя ковзання по лінії і визиває досить значні контактні напруження стиску. Найбільш близьким до корисної моделі за технічною суттю і досягуваному ефекту є кулачковий механізм, який містить встановлені на нерухомій ланці ведучий кулачок і ведений штовхач у вигляді стержня з розташованою на ньому пружиною стиску, а також шарнірно з'єднаний з ним через штир і взаємодіючий із зазначеним кулачком проміжний елемент, виконаний з двох жорстких важелів та закріпленої на них своїми кінцями і гвинтами пружної стальної стрічки [див. А. с. СССР № 287475, МПК F 16 Н 25/08. Кулачковый механизм / М.С. Тривайло. - 1970. Бюл. № 35. - С. 154]. Такий кулачковий механізм, в порівнянні з попереднім, визиває значно менші контактні напруження стиску при безпосередній взаємодії з ведучим кулачком своїм проміжним елементом завдяки шарнірному з'єднанню його з веденим штовхачем у вигляді стержня та виконанню його з двох жорстких шарнірно з'єднаних між собою важелів із закріпленою на них своїми кінцями і гвинтами пружною стальною стрічкою, утворюючою при своїй безпосередній взаємодії з ведучим кулачком площинне контактування під певним кутом його обхвату, але не забезпечує достатньо високий свій коефіцієнт корисної дії, оскільки переважно стальний кулачок і безпосередньо взаємодіюча з ним пружна стальна стрічка проміжного елемента створюють між своїми робочими поверхнями досить значні по величині коефіцієнти тертя ковзання в межах 0,15-0,20 [див. Прикладная механика / Т.В. Путята, Н.С. Можаровский, Н.Г. Соколов, Ф.П. Гордийко. - Киев: Вища школа, 1977. - С. 368], що є основним його недоліком. В основу корисної моделі поставлена задача забезпечення можливості підвищення коефіцієнта корисної дії кулачкового механізму за рахунок зменшення по величині можливих коефіцієнтів тертя ковзання між робочими поверхнями стального кулачка і безпосередньо взаємодіючої з ним стрічки проміжного елемента шляхом вибору для неї матеріалу із значно меншими по величині коефіцієнтами тертя ковзання від їх значень в межах 0,15-0,20. Поставлена задача вирішується тим, що в кулачковому механізмі, який містить встановлені на нерухомій ланці ведучий кулачок і ведений штовхач у вигляді стержня з розташованою на ньому пружиною стиску, а також шарнірно з'єднаний з ним через штир і взаємодіючий із зазначеним кулачком проміжний елемент, виконаний з двох жорстких важелів та закріпленої на них своїми кінцями і гвинтами пружної стальної стрічки, згідно з корисною моделлю, новим є те, що взаємодіючий з ведучим кулачком проміжний елемент допоміжно має закріплену на його обох жорстких важелях своїми кінцями і гвинтами безпосередньо взаємодіючу із зазначеним кулачком гнучку фторопластову стрічку. Вказані відмітні ознаки, в порівнянні з найближчим аналогом, дозволяють зменшити по величині можливі коефіцієнти тертя ковзання між робочими поверхнями стального кулачка і безпосередньо взаємодіючої з ним гнучкої фторопластової стрічки проміжного елемента, забезпечуючої між робочими поверхнями замість пружної стальної стрічки можливі по величині коефіцієнти тертя ковзання не в межах 0,15-0,20, а в 2 рази менші від них в межах 0,08-0,10 [див. Словарь-справочник по трению, износу и смазке деталей машин / В.Д. Зозуля, Е.Л. Шведков, Д.Я. Ровинский, Э.Д. Браун; Отв. ред. И.М. Федорченко. АН СССР. Ин-т проблем материаловедения. - Киев: Наукова думка, 1990. - С. 240], що відповідно забезпечує можливість значно підвищити коефіцієнт корисної дії кулачкового механізму. На кресленні схематично показаний удосконалений кулачковий механізм в одному із своїх положень, вид збоку: де 1 - нерухома ланка; 2 - ведучий кулачок; 3 - ведений штовхач; 4 стержень; 5 - пружина стиску; 6 - штир; 7 - проміжний елемент; 8, 9 - жорсткі важелі; 10, 11 гвинти; 12 - пружна стальна стрічка; 13 - гнучка фторопластова стрічка. Кулачковий механізм містить встановлені на нерухомій ланці 1 ведучий кулачок 2 і ведений штовхач 3 у вигляді стержня 4 з розташованою на ньому пружиною стиску 5, а також шарнірно з'єднаний з ним через штир 6 і взаємодіючий із зазначеним кулачком 2 проміжний елемент 7, виконаний з двох жорстких важелів 8, 9 та закріпленої на них своїми кінцями і гвинтами 10, 11 пружної стальної стрічки 12. 1 UA 87540 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Крім цього, взаємодіючий з ведучим кулачком 2 проміжний елемент 7 допоміжно має закріплену на його обох жорстких важелях 8, 9 своїми кінцями і гвинтами 10, 11 безпосередньо взаємодіючу із зазначеним кулачком 2 гнучку фторопластову стрічку 13. В результаті такого розміщення між собою стальної 12 і фторопластової 13 стрічок вони разом повинні бути одночасно пружними і гнучкими. Тому в зібраному стані проміжного елемента 7 та шарнірному з'єднанні між собою і з веденим штовхачем 3 його обох жорстких важелів 8, 9 ще до початкової контактної взаємодії із стальним кулачком 2 утворені разом частини стальної 12 і фторопластової 13 стрічок між цими обома важелями 8, 9 мають випуклу свою форму (показано пунктирними лініями). Після забезпечення надійної контактної взаємодії із стальним кулачком 2 проміжного елемента 7 зазначені частини його стальної 12 і фторопластової 13 стрічок почергово змінюють свою форму на плоскі, ввігнуті або вигнуті у відповідності до форми на певних ділянках робочої поверхні зазначеного кулачка 2 з мінімальним r та максимальним R радіусами свого розміщення відносно центра обертання О. Шарнірне з'єднання жорстких важелів 8, 9 проміжного елемента 7 між собою і з веденим штовхачем 3 через штир 6 забезпечує відповідну його самоустановку. Обидва жорсткі важелі 8, 9 проміжного елемента 7 розташовані між собою під певним кутом α, який безперервно змінюється в процесі роботи кулачкового механізму і забезпечує надійну контактну взаємодію гнучкої фторопластової стрічки 13 з ведучим кулачком 2. Утворювані при цьому кути β і γ нахилу обох жорстких важелів 8, 9 до робочої поверхні ведучого кулачка 2 в різних його кутових положеннях в процесі роботи також безперервно змінюються із забезпеченням надійного кутового обхвату обома кінцями стальної 12 і фторопластової 13 стрічок двох закруглених торців на кінцях зазначених важелів 8, 9. При обертальному русі ведучого кулачка 2 з необхідною для нього кутовою швидкістю ω2 початково він своєю робочою поверхнею створює певний тиск на розміщену між обома жорсткими важелями 8, 9 частину фторопластової стрічки 13. Далі від неї і стальної стрічки 12 через їх кінці і гвинти 10, 11 рух передається на обидва зазначені важелі 8, 9 проміжного елемента 7, а також на ведений штовхач 3 у вигляді стержня 4 з розташованою на ньому пружиною стиску 5, забезпечуючи його зворотнопоступальний рух υ 3 із зупинками в своїх крайніх положеннях. Разом з цим, допоміжно зв'язуюча між собою обидва жорсткі важелі 8, 9 гнучка фторопластова стрічка 13 своїм розміщенням повністю виключає і замінює безпосередню контактну взаємодію із стальним кулачком 2 пружної стальної стрічки 12. Одночасне їх використання сприяє притискуванню до стального кулачка 2 зазначеної гнучкої фторопластової стрічки 13 при їх площинному контактуванні між собою під кутом його обхвату λ і незначних між ними контактних напруженнях стиску. Фторопласт для виготовлення зазначеної стрічки 13 входить до переліку одних із основних машинобудівних матеріалів, які також використовують для виготовлення і других головних деталей машин та механізмів, наприклад, нерухомих вкладишів підшипників ковзання [див. Кудрявцев В.Н. Детали машин: Учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов. -Л.: Машиностроение, 1980. - С. 389]. Серед всіх своїх достатньо значних переваг він має високі показники саме по зменшенню величини коефіцієнта тертя ковзання між робочими поверхнями, наприклад, вказаних підшипників ковзання, а також по зносостійкості навіть при використанні їх замість деяких марок бронз в умовах роботи з недостатньою для них змазкою, наявності в маслах до 10 % абразивних продуктів, швидкостях ковзання до 5 м/с і навантаженнях до 0,5-1,0 МПа. Крім вкладишів підшипників ковзання деталі різних других вузлів тертя з фторопластових матеріалів в залежності від їх марки можуть працювати в досить широкому діапазоні температур від -270 до +280 °C [див. Когаев В.П., Дроздов Ю.Н. Прочность и износостойкость деталей машин: Учебное пособие для машиностроительных специальностей вузов. - М.: Высшая школа, 1991. - С. 211]. При всіх цих перевагах вони також можуть успішно працювати незалежно від присутності або відсутності в їх контакті з другими деталями змазки та забезпечувати між ними можливі коефіцієнти тертя ковзання в межах 0,08-0,10. Таким чином, вказане удосконалення кулачкового механізму дозволяє зменшити по величині можливі коефіцієнти тертя ковзання між робочими поверхнями стального кулачка і безпосередньо взаємодіючої з ним гнучкої фторопластової стрічки проміжного елемента, забезпечуючої між робочими поверхнями замість пружної стальної стрічки можливі по величині коефіцієнти тертя ковзання не в межах 0,15-0,20, а в 2 рази менші від них в межах 0,08-0,10, що відповідно забезпечує можливість значно підвищити його коефіцієнт корисної дії. 2 UA 87540 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Кулачковий механізм, що містить встановлені на нерухомій ланці ведучий кулачок і ведений штовхач у вигляді стержня з розташованою на ньому пружиною стиску, а також шарнірно з'єднаний з ним через штир і взаємодіючий із зазначеним кулачком проміжний елемент, виконаний з двох жорстких важелів та закріпленої на них своїми кінцями і гвинтами пружної стальної стрічки, який відрізняється тим, що взаємодіючий з ведучим кулачком проміжний елемент допоміжно має закріплену на його обох жорстких важелях своїми кінцями і гвинтами безпосередньо взаємодіючу із зазначеним кулачком гнучку фторопластову стрічку. Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3