Устройство для воспроизведения кривых Советский патент 1992 года по МПК B43L11/00 

Изобретение относится к приборам для воспроизведения кривых и может быть использовано, например, аучебном процессе ВУЗов.

Целью изобретения является расширение диапазона воспроизводимых кривых путем моделирования траектории центра неуравновешенной заготовки, обрабатываемой в подшипниках качения.

На фиг.1 показано ycтpoйcfвo, вид спереди; на фиг.2 - кинематическая схема устройства; на фиг.З - пример моделируемой кривой.

На корпусе 1 коробчатой формы крепится сменный электропривод 2. соединенный валом 3. При отсутствии электропривода 2 на вал 3 насаживается рукоятка 4. Вал 3 расположен в шпинделе 5, выполненном пустотелым со сквозным осевым отверстием. На фланце 6 шпинделя 5 установлен ползун 7, подпружиненный относительно

корпуса 1 пружинами 8. На ползуне 1 закреплен с возможностью вращения и смены диск 9, имитирующий шип неуравновешенной заготовки.

Передаточный механизм вращения диска 9 состоит из вала 3, шестерен 10. 11. 12, 13. Из них шестерня 10 закреплена на валу, а шестерни 11 и 12 - на оси 14, которая расположена одновременно на рычагах 15 и 16. Шестерня 13 закреплена на оси диска 9, рычаг 16 - на валу 3 с возможностью поворота вокруг его оси, рычаг 16 - на ползуне 7 с возможностью поворота вокруг оси вращения диска 9. Рычаги 15 и 16 соединены шарнирно между собой, образуя шарнирнорычажный механизм, который имеет возможность покачивания вокруг оси вала 3, компенсируя перемещения ползуна 1. Дальнейший поворот шарнирно-рычажного механизма ограничен пружинами (на чертеже не показаны).

В корпусе 1 установлена гильза 17, сосная со шпинделем 5, имеющая возможость вращаться от привода через передаточный механизм из шестерен 182. Гильза 17 имитирует сепаратор подшипника качения. В гильзе 17 по ее периферии становлены ролики 23, имитирующие тела качения подшипника, имеющие возможность вращения на осях 24. На диске 9 установлено пишущее устройство 25 с возможностью контактирования с носителем информации 26, выполненным, например, в виде прозрачной бумаги, закрепленной на планке 27. Диск 9 имеет возможность непрерывно контактировать с роликами 23, а те - с кольцом 28, имитирующим подшипник, в котором установлена обрабатываемая неуравновешенная заготовка. Кольцо 28 установлено с возможностью смены на корпусе 1 и закреплено посредством прихватов 29.

Контактирующая поверхность 30 диска 9 выполнена с утрированными отклонениями от круглости с числом волн п и высотой 2А. Форма волнообразных отклонений от круглости различна в зависимости от поставленной задачи моделирования. Контактирующая поверхность 31 кольца 28 круглая.

Устройство реверсирования вращения диска 9 состоит из переборного валика 32, соединяемого зубчатой муфтой 33. и механизма управления муфтой 33. Переборный валик32 установлен в корпусе 1. Шпиндель 5 имеет возможность вращаться через шестерни 34-37 от привода - в одну сторону, а через шестерни 34-39, переборный валик 32 и шестерни 40, 41 - в другую сторону в зависимости от направления соединения муфты 33, которая имеет возможность соединяться с полумуфтами на шестернях 37 или 41 от рычага 42. Рычаг 42, подпружиненный пружиной 43 и кoнtaктиpyющий с электромагнитом 44, имеет возможность перемещаться в направляющих корпуса 1. Электрическая цепь питания электромагнита 43 состоит из источника 45 питания, конечных выключателей 46. 47, установленных на ограничителях 48 и 49, которые закреплены в круговых направляющих.корпуса 1 посредством винтов 50 с возможностью сьема и поворота вокруг оси шпинделя 5 и регулирования положения в радиальном направлении. На фланце шпинделя 5 нанесены деления для установки величины эксцентриситета I диска 9. На корпуса 1 и на ограничителях 48 и 49 нанесены деления для фиксирования положения ограничителей 48 и.49. На носителе информации 18 остается след в виде кривой 51.

При настройке устройства подбирают диск 9 по диаметру наружной поверхности 30 с радиусом Reg и волнообразными отклонениями от круглости высотой 2А и числом

п. Подбирают кольцо 28 по радиусу R рабочей поверхности 31. Кольцо 28 устанавливается на корпусе 1 и закрепляется планками 29. Подбирают ролики 23 по диаметру и устанавливают на гильзе 17 так, чтобы повер-хности роликов 23 контактировали с рабочей поверхностью 31 кольца 28. Оси роликов 23 фиксируют на гильзе 17. Подбирают шестерни 10, 11, 12, 13 с числом зубьев, обеспечивающим необходимое

передаточное отношение кинематической цели вращения диска 9 вокруг оси. Шестерни 10-13 рычаги 15, 16 и ось 14 собирают и устанавливают на вал 3, ползун 7 и ось диска 9 так, чтобы было обеспечено нормальное

функционирование этих механизмов. Подбирают шестерни 34-37 с числом зубьев, обеспечивающим требуемое передаточное отношение кинематической цепи вращения шпинделя 5. реализующего планетарное

движение диска 9 вокруг оси. Шестерни 34 37устанавливают на соответствующие валы с обеспечением нормального функционирования этой передачи. Подбирают шестерни 18,19,20 с числом зубьев, обеспечивающим

необходимое передаточное отношение кинематической цепи вращения гильзы 17, причем число шестерен может быть и иным. Шестерни 18,19. 29 устанавливают на соответствующие валы так, чтобы обеспечивалось нормальное функционирование передачи. Диск 9 устанавливают на ось вращения так, чтобы рабочая поверхность 30 контактировала с поверхностями роликов 23. Электропривод 2 устанавливают на корпус 1 так, чтобы выходной вал был соединен муфтой с валом 3 или рукоятку 4 надевают на вал 3. Пишущее устройство 25 закрепляют на киске 9 в его центре - точке 0. Ограничители 48, 49 устанавливают на корпусе 1

на требуемый угол шд по делениям на корпусе 1 и в радиальном направлении с обеспечением нормального взаимодействия конечных выключателей 46, 47 с пишущим устройством 25. Носитель информации 26, например, прозрачную бумагу, закрепляют

на планке 27. Производится проверка работы устройства на холостом ходу при отведенном пишущем приспособлении 25.

После пробных пусков все элементы устройства приводят в рабочее положение.

Производят демонстрацию модулируемых процессов движения типа неуравновешенной заготовки при установке ее в подшипниках качения. Вращение вала 3 при

включении электропривода 2 или посредством рукоятки 4 передается потрем кинематическим цепям. Первое движение от вала 3 передается через зубчатые передачи 10-13 на диск 9, второе движение от вала 3 через зубчатые передачи 34-37 или 34-41 - на шпиндель 5, благодаря чему диск 9 вместе с ползуном 7 получает планетарное движение. Третье движение от вала 3 передается через зубчатые передачи 34, 18, 19, 20. 21, 22 на гильзу 17, благодаря чему ролики 23 получают планетарное движение. Диску 9 вместе с ползуном 7 благодаря действию пружин 8 сообщается четвертое движение; перемещение в радиальном направлении к центру О и от него, так как рабочая поверхность 30 диска 9 беспрерывно замкнута по поверхности роликов 23.

Пишущее устройство 25 описывает на носителе информации 26 суммарную кривую 51, как сумму названных выше четырех движений. Пишущее приспособление 25 при вращении, например, по часовой стрелке, касаясь конечного выключателя 46 в конце хода, включает его. Он размыкает электрическую цепь питания электромагнита 43 от источника питания 45. Рычаг 42 под действием пружины 44 перемещает муфту 33 в положение, показанное на фиг.2. Муфта 33 входит в действие с полумуфтой на шестерне 37. До этого выключилась кинематическая цепь вращения переборного валика 32. Планетарное движение диска 9 прекратилось.

Включается более короткая кинематическая цепь вращения шпинделя 5 через шестерни 34-37. Шпиндель 5 получает вращение в обратную сторону. Теперь вся система, несущая диск 9, вращается против часовой стрелки до тех пор, пока пишущее приспособление 25 не включит конечный выключатель 47, замыкающий при этом электрическую цепь питания электромагнита 43, Под действием электромагнита 43 рычаг 42 перемещается вместе с муфтой 33 в исходное положение. При этом вращение шпинделя 5 с диском 9 против часовой стрелки прекращается. Включается длинная кинематическая цепь вращения шпинделя 5 через шестерни 34-39, переборный валик 32, шестерни 40, 41. Шпиндель 5 вращается по часовой стрелке. Весь цикл движения повторяется.

Таким образом, пишущее приспособление 25 при этих описанных движениях описывает кривую 01Д, затем ДОтВ, Можетг быть продемонстрирована траектория движения диска 9 без реверса, т.е. при непрерывном планетарном движении, В этом случае ограничитепи 48, 49 снимаются .с

корпуса 1. Электрическая цепь питания электромагнита 43 замкнута или разо кнута за все время вращения шпинделя 5. Муфта 33 находится в одном из крайних положений в зависимости от требуемого направления вращения шпинделя 5. Пишущее приспособление 25 оставляет след в виде замкнутой кривой 51 (разновидность розы) с центром в т.о.

Пример. Допустим, необходимо продемонстрировать обучающим сложные движения элементов опоры и траекторию движения точки неуравновешенной заготовки при механической обработке по технологической операции, когда опорами ее являются подшипники качения. При моделировании процесса движений элементов опоры и точки заготовки должно быть учтено наличие на контактирующей рабочей поверхности внутреннего кольца подшипника качения отклонений от круглости. Пусть заданы следующие параметры: диаметр рабочей поверхности внутреннего кольца 50 мм: отклонения от круглости 0,005 мм; число волн 10: диаметр роликов 6,35 мм: число роликов 11: зазор в подшипнике 0,05 мм. Следовательно, величина эксцентриситета 0,05 мм. Рабочая поверхность наружного кольца не имеет отклонений от круглости. Задана амплитуда крутильных колебаний цапфы СУА 42°. Для моделирования применяют коэффициент увеличения отклонений or круглости и эксцентриситета, равный 2000, а коэффициент увеличения размеров моделей, равный 10, Тогда размеры модели равны: номинальный диаметр диска 500 мм, роликов 63.5 мм: высота волн 10 мм: число волн 10: диаметр рабочей поверхности кольца 737 мм. Подбирают диск, кольцо и ролики с указанными размерами. Собирают и настраивают устройство по изложенным выше правилам. Производят демонстрацию моделируемой траектории колебательных движений точки заготовки и элементов подшиг1ника качения.

Формулаизобретения Устройство для воспроизведения кривых, моделирующих траектории центра заготовки, содержащее корпус, установленные на нем привод и передаточный механизм, связывающий привод с закрепленным на диске пишущим устройством и содержащий зубчатую передачу и устройство реверсирования, имеющее зубчатую муфту переключения, управляемую электромагнитом,, электрически связанным с концевыми выключателями, закрепленными на установленных на корпусе упорных планках, и расположенный на корпусе носитель графической информации, о тличающееся тем, что, с целью расширения диапазона воспроизводимых кривых путем моделирования траектории центра неуравновешенной заготовки, обрабатываемой в подшипнике качения, оно имеет закрепленные в корпусе кольцо, гильзу, имитирующую сепаратор подшипника, ролики, имитирующие тела качения,

(

. г

11

LW X-7/ z . У 1 I

2flll f3 7 шарнирно установленные на гильзе и контактирующие с кольцом, подпружиненный относительно корпуса ползун и дополнительный зубчатый передаточный механизм, связывающие привод с гильзой, при этом основной передаточный механизм содержит планетарную передачу, ведомая шестерня которой жестко скреплена с диском и шарнирно установлена на ползуне.

Изобретение относится к приборам для воспроизведения кривых и позволяет расширить диапазон воспроизводимых кривыхпутем (Моделирования траектории центра неуравновешенной заготовки, обрабатываемой в подшипниках качения. Диск 9 с закрепленным в точке Oi пишущим устройством моделирует неуравновешенную заготовку и имеет передаточный механизм, от привода включающий планетарный механизм и устройство реверсирования: движения диска ограничено упорными планками 48, 49. Кольцо 17, имитирующее сепаратор подшипника, несет ролики 23 и имеет передаточный механизм от привода. При работе привода пишущее устройство воспроизводит на носителе информации волнообразные кривые. ЗиЛ.сл