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 циклі Т механізму здійснюють відносними коефіцієнтами часу руху t _р та часу вистою (спокою) t _в вихідної 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.

Механізми 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 рівність z _ф1 = z _ф2, де z _{ф і} – 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 j_р = z _ф× t, де t – кутовий крок
(t = 2p / z), зуби секторів виходять із зачеплення. При цьому колесо 1 продовжує рухатися, а колесо 2 зупиняється і фіксується в нерухомому стані запірними дугами В і Г.
Зупинка продовжується доти, доки поверхня Б вхідного зубчастого сектора не почне впиратися у виступ А і зуби коліс знову ввійдуть у зачеплення. Тривалість зупинки колеса 2 визначається за часом повороту вхідного колеса на кут j_1в. Тому коефіцієнт часу вистою визначається у вигляді

 

k _в = t _в / T = j_1в / 2p. (19.16)

 

Кут j_1в повинен охоплювати ціле число кутових кроків t = 2p / z_{ф 1}, яке відповідає цілому числу кроків t = 2p / z _ф2 на колесі 2. Проте, як відомо, коефіцієнт перекриття в зубчастій парі, звичайно, більший одиниці і це може викликати додатковий поворот колеса 2 та 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 сегменті 1 на 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.

На рис. 19.11 зображено приклад храпового механізму. Такий механізм складається з храпового колеса 4, собачки 5, яка шарнірно закріплена на коромислі 3 шарнірного чотириланкового механізму О ₁ АВО ₂ з кривошипом 1 і шатуном 2. При русі коромисла 3 проти 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 колеса 4 встановлюється друга собачка 6 (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 коромисла 3) необхідно використати дуговий щиток 7, 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 t = 2·p/ z, де z – число зубів храпового колеса. Основні геометричні параметри храпових коліс регламентуються стандартами.

У деяких машинах і пристроях застосовуються храпові механізми, в яких вхідна ланка 2 здійснює поступальний рух (рис. 19.12), а храпове колесо 1 – обертовий.

Для забезпечення поступального переривчастого руху можна використати зубчасту рейку 4 (рис. 19.13), яка приводиться в рух собачкою 3. Зворотно-посту­пальний рух собачки 3 можна забезпечити різними механізмами. У даному випадку собачку приводить у рух приводний вал 1 за допомогою пальця 2, посадженого на диск 5. 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 ланками 3 і 5 та роликами (або шариками) 4.

Залежно від напрямку відносного руху ланок 3 і 5 ролики 4 можуть заклинюватися між поверхнями цих ланок або проковзувати. Наприклад, при обертанні ланки 3 проти руху годинникової стрілки ролики 4 за рахунок сил тертя викотяться в ширшу частину клинової порожнини, і муфта розчепиться, і навпаки, при обертанні ланки 3 за рухом годинникової стрілки, ролики 4 закотяться у вужчу частину порожнини, і муфта заклиниться. Отже, обертовий рух
кривошипа 1 перетворюється в односторонній переривчастий рух ланки 5. Кутова швидкість ω₅ ланки 5 є змінною величиною.

 

 

Рис. 19.14. Схема муфти вільного ходу

 

Для забезпечення постійного контакту роликів з поверхнями ланок 3 і 5 можуть використовуватися пружини 6 і регулювальні гвинти (на рисунку гвинти не показані).