Файл: Ярмолинский, Д. А. Элементы конструкций автоматов линий розлива вин монография.pdf

Рис. 78. Графики угла поворота (а ) и угловой скорости (б) движения

звездочки

углов поворота цевочного коле­ са при наличии «жесткого» удара. Передаточное число в этом случае определяется из соотношения

На тех же графиках сплош­ ными линиями изображены а и а" при отсутствии «жестких» ударов,. причем на участках

фо в начале (о—а) и в конце (Ь—с) движения звездочки скорость принята изменяющейся по линейному закону. В этом слу­ чае на участке равномерного движения (а—Ь) передаточное число i \ _ 2 меньше передаточного числа i'{_ 2 :

начала зацепления центр А0 первой цевки в это мгновение дол­ жен располагаться в точке касания окружности а радиуса гь проведенной из центра Ох и эпициклоиды Э первого паза звез­ дочки. Угол ао между линией центров 0 20[ и радиусом 0 20[,

проведенным через основание эпициклоиды, есть угол поворота звездочки в период разгона и соответствует углу ф0 поворота цевочного колеса. Закон движения звездочки в период разгона можно получить следующим образом.

Разделим дугу Л<й4 на несколько равных частей (например, на четыре части) точками А\, А2, А3 и проведем через эти точки дуги окружностей с центром в точке 0 2 до пересечения с эпи­ циклоидой Э. Из точек пересечения А\ А'2 Ай’ и А\ на окружно­

174

с

Рис. 79. Профилирование первого зуба звездочки и определение закона движения в период разгона (а) и звездчатая передача

с двумя периодами движения (б):

углам поворота звездочки в период разгона.

Рассмотрим основные кинематические соотношения звездча­ того механизма для этого случая.

17 5

Угол поворота цевочного колеса в период движения звез­ дочки

ФдВ = 2Фо + (2 — 1)ф<.

где ср( — центральный угол цевочного колеса, соответствующий шагу; 2 — число цевок.

Угол поворота звездочки

а дв = 2ао + у - ( z — 1)ф<-

Передаточное число в период равномерного движения

i" — —

Среднее передаточное число за весь период движения

Отношение времени движения звездочки ко времени ее по­ коя (остановок)

^— ^дв — ___Фда___

/ст 2JX фдв

Основные достоинства звездчатой передачи:

1)возможность равномерного движения ведомого звена на значительной части угла поворота;

2)возможность изменения коэффициента К в широких пре­

делах при различных углах поворота ведомого звена.

В некоторых случаях применяются звездчатые механизмы с двумя и более периодами движения за один оборот цевочного колеса; продолжительность этих периодов движения может быть различной, например, в механизме, показанном на рис. 79, б.

Основные недостатки звездчатых механизмов; 1) интенсив­ ное изнашивание цевок; 2) необходимость высокой точности из­ готовления и монтажа для обеспечения условий нормальной работы.

Во избежание интенсивности изнашивания цевок помимо ис­ пользования износостойких материалов рекомендуется приме­ нять так называемое внецентроидное цевочное зацепление, в котором цевки вынесены за пределы начальной окружности це­ вочного колеса.

Элементы расчета плоских кулачков приведены в гл. VII. Проектирование пространственного кулачкового механизма сравнительно несложно. Приводим пример для цилиндрического

пазового кулака (деталь 19 на рис. 74).

176

жения Во, В1 , В2 и т. д. через равные интервалы времени в пе­ риод движения (рис. 80,6). Проектируя точки Bi на ось х—х, делящую угол ао пополам, получаем точки В'г Проводим через

середину отрезка В3В ' прямую, перпендикулярную оси х—х. На

этой прямой произвольно выбираем центр вращения кулачка Оь из которого проводим окружность среднего радиуса R кулачка.

На плоскость, перпендикулярную оси OiOi вращения кулач­ ка (рис. 80, б), наносим ось у—у, вокруг которой вращается ве­ домое звено. Касательно к окружности среднего радиуса R ку­ лачка опускаем перпендикуляр на ось у—у с основанием перпендикуляра в точке А'о. Сообщая системе обращенное дви-

Рис. 80. Проектирование профиля пространственного барабанного кулака (а, б, в)

177

жение с угловой скоростью со] вокруг оси Оь определяем точки, равноотстоящие одна от другой: А [, А'2, А3’ и т. д., соответст-^

вующие выбранным мгновениям времени. Из точек А\ , А'2 и А проводим касательные к средней окружности кулачка и на этих

в точках В"0, В[, В"2 ........Развертывая средний цилиндр кулачка на плоскость (рис. 80,6), наносим образующие В"0В’0, В\В\

домого звена зависимость углов давления от основных размеров звеньев механизма устанавливается как обычно из плана скоро­ стей (рис. 81).

Составляем векторное уравнение

где vb —вектор скорости точки В на оси цевки (ролика) в неко­ торое произвольное мгновение, когда АВ образует с осью х—х угол a; vBx — вектор скорости точки Вх теоретического профиля

кулачка, которая в данное мгновение совпадает в пространстве с точкой В; vbbx — вектор скорости точки В в относительном движении по теоретическому

профилю кулачка. Учитывая, что vB-i-AB,

Vb x \\x — X и V b b x Ит т ( т т ----

касательная к теоретическо­ му профилю кулачка в дан­ ной точке Вх), строим план скоростей, как показано на рис. 81. Угол давления у за­

вис. 81. Схема определения углов давления в пространственном ку­ лачковом механизме

178

ключей между вектором vB и нормалью пп. Из треугольника ско­ ростей по теореме синусов

tgY0 = t g - ^ .

При проектировании механизмов прерывистого движения

обычно вблизи среднего положения ведомого звена, т. е. вблизи

а=0. При а = 0 имеем tgy = ( —1-j — •

Для наиболее распространенного косинусоидального закона

(w 2)max = ^ t'max ^‘ДВ *

Тогда

tgv = — ^ ----- .

2 !дьОД R

И ЛИ

яЧ

tg Y = г^фдв *

Iто

\ i Г

Для косинусоидального закона ускорения ведомого звена ус­ ловия безопасной работы механизма с точки зрения заклини­ вания приближенно выражаются следующим неравенством:

^гфдв ^ Тдоп

Аналогично могут быть получены условия безопасной ра­ боты при других законах движения.

Мри законе постоянного ускорения и синусоидальном законе ускорения ведомого звена (KVmiX = 2)

^2Ф дВ^ёУдО П

где удоп—допустимый угол давления.

При равномерном движении ведомого звена происходят «жесткие» удары в начальное и конечное мгновение, а макси­

мальный угол давления будет при а = — В этом случае надеж­

ность работы по условиям заклинивания выражается неравенст­ вом, полученным из выражения (53):

Размер / в большинстве случаев при проектировании меха­ низмов бывает задан, поэтому общие размеры механизма опре­ деляются радиусом R кулачка.

Как видно из неравенств (53) и (54), размеры механизма уменьшаются с увеличением угла фдв поворота кулачка в период движения ведомого звена. Это обстоятельство в значительной мере обуславливает применение подобных механизмов в авто­ матах с большим числом рабочих позиций.

Основной недостаток рассмотренных механизмов — значи­ тельный износ роликов-цевок и рабочих поверхностей кулачков, вследствие чего они не находят применения для передачи боль­ ших крутящих моментов.

Кроме описанного механизма с одним пазом можно приме­ нять механизмы с двумя и более пазами на кулачке. В таких механизмах за один оборот кулачка происходят два и более дви­ жений ведомого звена с одинаковыми или различными периода­ ми движения и покоя.

Световые экраны. Визуальный контроль чистоты бутылок и качества налитых в них пищевых жидкостей зависит от навыков оператора, времени просмотра (экспозиции) бутылок и их осве­ щенности. В связи с постоянным ростом производительности линий скорость движения бутылок перед световым экраном уве­ личивается, что приводит к быстрой утомляемости обслуживаю-

180