Кулачковый механизм и способ изготовления кулачка

 

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 упругодеформируемые участки рабочих поверхностей / 90, Оий еновстпоно , ия есри едрапонтдеей 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 упругодеформируемым 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

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК сд) 4 F 16 Н 53/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Cr4

CO 3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3802514/25-28 (22) 19.10.84 (46) 15.05.86. Бюл. № 18 (72) А. В. Сергеев (53) 621.833 (088.8) (56) Патент США № 2624372, кл. 139 — 190, 1953. (54) КУЛАЧКОВЫЙ МЕХАНИЗМ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КУЛАЧКА. (57) 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 упругодеформируемые участки рабочих поверхностей

„„Я() „„1231307 А1 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 упругодеформируемым участком рабочей поверхности, при котором поверхность деформируют до эксплуатационных размеров и обрабатывают резанием, отличающийся тем, что, с целью повышения точности изготовления, деформацию поверхности и резание осуществляют прижатием режущего ин- струмента 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.

1231307

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 уставновленными на нем элементами 4 и 5, взаимодействующими посредством роликов

6 и 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

7 с неупругим участком поверхности одного из кулачков. Для этого сумма центральных углов, ограничивающих упругие участки поверхностей кулачков 1 и 2 в плоскости вращения (а + а ), 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 наименьшую 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.

5

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 совершает 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 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 совершает 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 жесткая кинематическая связь.

Для повышения точности изготовления кулачков необходимо при их обработке обеспечить схему нагружения упругих участков

10 и 11 таким образом, чтобы она не отличалась 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 в сторону увеличения, подачу уменьшают и наоборот. Усилие прижатия можно контролировать тензодатчиком, расположенным на упругом звене системы, и через систему обратной связи передавать управляющий сигнал на привод механизма подачи. Таким образом профиль кулачков получается автоматически. Необходимым условием при этом является равенство усилий деформаци при обработке пары кулачков.

1231307

Составитель В. Сергеев

Техред И. Верес Корректор М. Максимишинец

Тираж 880 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор М. Бандура

Заказ 2322 42

Радиус рабочей части режущего инструмента (шлифовального круга) для повыше ния точности изготовления можно выбрать равным радиусу роликов 6 и 7 элементов 4 и 5 толкателя 3.