Кулачковый механизм и способ изготовления кулачка Советский патент 1986 года по МПК F16H53/00 

1

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в различных кулачковых механизмах.

Целью изобретения является расширение кинематических возможностей кулачкового механизма за счет обеспечения жесткой кинематической связи при обратном ходе толкателя.

Положительный эффект достигается за счет выполнения упругого звена, обеспечивающего безлюфтовый контакт ведомого звена с профилем кулачка, в теле самого кулачка в виде упругодеформируемого участка его поверхности.

Целью изобретения является также повышение точности изготовления кулачка с упругодеформируемым участком поверхности.

Положительный эффект достигается за счет совмещения операций деформации и обработки этого участка.

На чертеже изображен кулачковый механизм.

Кулачковый механизм состоит из расположенных на одной оси двух спаренных кулачков 1 и 2, толкателя 3 с жестко ус- тавновленными на нем элементами 4 и 5, взаимодействующими посредством роликов

6и 7 с противолежащими рабочими поверхностями кулачков. Профили кулачков 1 и 2 обеспечивают постоянство расстояния между двумя любыми противолежащими точками их поверхности, равного расстоянию между соответствующими точками касания роликов 6 и 7. Ролик 6 контактирует с поверхностью кулачка 1, а ролик 7 - с поверхностью кулачка 2. Кулачки имеют неупругие участки 8 и 9 и упругие участки 10 и 11 поверхности. Для создания упругости под поверхностями кулачков выполняют продольные пазы 12. Упругие и неупругие поверхности кулачков располагают таким образом, чтобы обеспечивался в любой момент контакт одного из роликов 6 или

7с неупругим участком поверхности одного из кулачков. Для этого сумма центральных углов, ограничивающих упругие участки поверхностей кулачков 1 и 2 в плоскости вращения (ai + a2), равна 360°. Упругие участки 10 и 11 в зонах, примыкающих к их границам (переходные зоны 13), имеют переменную жесткость, плавно изменяющуюся от жесткости неупругого до жесткости упругого участка, что достигается, например, количеством и расположением пазов 12. Переходные зоны располагаются в тех местах, где толкатель в процессе эксплуатации испытывает наименьщую нагрузку и где нагрузка меняется по направлению. Переходные зоны равны по длине и располагаются так, чтобы при контакте одного ролика с началом 14 переходной зоны другой ролик контактировал с концом 15 другой переходной зоны и наоборот.

1231307

Реальный профиль кулачков, обеспечивающий постоянное усилие прижима роликов к кулачкам, получают при изготовлении кулачков.

Процесс изготовления включает операции прорезания пазов 12 для обеспечения упругости участков 10 и 11 поверхности кулачков 1 и 2, упругого деформирования этих участков до эксплуатационных размеров и их обработки.

Кулачковый механизм работает следующим образом.

При вращении спаренных кулачков 1 и 2 ролик 6 контактирует с неупругим участком 8 поверхности кулачка 1, передавая управ.

ляющее усилие через элемент 4 на толкатель 3, который соверщает рабочий ход в одну сторону. При этом люфт в передаче исключен взаимодействием ролика 7, установленного на элементе 5 толкателя 3 с упругим участком 11 поверхности кулачка 2. В

0 следующий момент оба ролика 6 и 7 контактируют с участками, на которых расположены переходные зоны 18. В этот момент меняется направление хода (нагрузки) толкателя 3. Далее ролики 6 и 7 меняются ролями, т.е. ролик 6 контактирует с упругим участком 10 поверхности кулачка 1, обеспечивая выбор люфта, а ролик 7 передает управляющие усилия через элемент 5 на толкатель 3, контактируя с неупругим участком 9 поверхности кулачка 2. Толкатель 3

при этом соверщает рабочий ход в другую сторону.

Таким образом, управляющее усилие на толкатель 3 передается кулачками 1 и 2 в обе стороны его движения с одновременной выборкой люфта, т.е. обеспечивается

35

жесткая кинематическая связь.

5

Для повышения точности изготовления кулачков необходимо при их обработке обеспечить схему нагружения упругих участков 10 и 11 таким образом, чтобы она не отли0 чалась от схемы нагружения при эксплуатации. Для .этого нагружение производится самим режущим инструментом, например шлифовальным кругом в процессе обработки. Режущему инструменту задают идентичную профилю деформированного кулачка траекторию, при этом поддержание постоянного усилия прижатия режущего инструмента обеспечивается путем регулирвания его подачи (скорости вращения кулачка). В случае, если усилие прижатия отклоняется

Q в сторону увеличения, подачу уменьшают и наоборот. Усилие прижатия можно контролировать теизодатчиком, расположенным на упругом звене системы, и через систему обратной связи передавать управляющий сигнал на привод механизма подачи. Таким об5 разом профиль кулачков получается автоматически. Необходимым условием При этом является равенство усилий деформаци при обработке пары кулачков.

1231307.

3

Радиус рабочей части режущего инст- равным радиусу роликов 6 и 7 элементов румента (шлифовального круга) для повышеи 5 толкателя 3.

ния точности изготовления можно выбрать

1. Кулачковый механизм, содержащий расположенные на одной оси два спаренных кулачка, толкатель с жестко установленными на нем элементами, взаимодействующими с противолежащими рабочими поверхностями двух кулачков, и упругое звено, отличающийся тем, что, с целью расширения кинематических возможностей за счет обеспечения жесткой кинематической связи при обратном ходе толкателя, упругое звено представляет собой упругодеформируемый в радиальном направлении участок рабочей поверхности каждого кулачка, а сумма центральных углов, ограничивающих упругоде- формируемые участки рабочих поверхностей / 90, Оий еновстпоно, ия есри едрапонтде- ей обоих кулачков в плоскости вращения, равна 360°. 2.Механизм по п. 1, отличающийся тем, что упругодеформируемые участки в зонах, примыкающих к их границам, имеют переменную жесткость. 3.Способ изготовления кулачка с упру- годеформируемым участком рабочей поверхности, при котором поверхность деформируют до эксплуатационных размеров и обрабатывают резанием, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности изготовления, деформацию поверхности и резание осуществляют прижатием режущего инструмента к обрабатываемой поверхности с постоянным усилием, равным усилию упругих сил, возникающих при эксплуатации. 4.Способ по п. 3, отличающийся тем, что используют режущий инструмент, имеющий радиус рабочей части, равный радиусу элемента толкателя. 5.Способ по п. 3, отличающийся тем, что постоянное усилие обеспечивают регулированием подачи режущего инструмента в процессе обработки. /« // Л7 i (Л ю со оо о /г