Кулачковые механизмы

Электрический выключатель. В основе этого выключателя лежит кулачковый механизм, состоящий из кулачка 1, выполненного за одно целое с клавишей 2, и пружинного коромысла 3 с роликом 4. Кулачок вместе с клавишей может совершать качательное движение, поворачиваясь вокруг оси 5.

Рабочий участок профиля кулачка имеет два паза: один более глубокий, другой менее глубокий. В положении «Отключено» клавиша вместе с кулачком занимает такое положение, при котором ролик пружины-коромысла находится в более глубоком пазу, а контакты 6 и 7 разомкнуты. При переводе клавиши с кулачком в положение «Включено» ролик выдавливается из глубокого паза и попадает в мелкий. Пружина-коромысло при этом изгибается и замыкает контакты 6 и 7.

Контроллер машиниста. Контроллер машиниста (не путайте со словом «контролёр») служит для управления трамваем или электропоездом метрополитена.

Рукоятка контроллера 1 жестко связана с вертикальным валом 2, на котором закреплены кулачки 3, управляющие электрическими контактами. На рис. 2.8.4, 6 показан один из кулачковых механизмов. При повороте кулачка 4 на некоторый угол поворачивается коромысло 5 относительно оси А, размыкая или замыкая контакты 6 и 7.

Положение рукоятки 1 обеспечивает коммутацию цепей электродвигателей, которая соответствует определенному режиму их работы: разгону, торможению, установившемуся движению, заднему ходу и т.п.

Дисковый номеронабиратель телефона. На рисунках показан простейший дисковый номеронабиратель, в составе которого есть кулачок 1.

При наборе номера (по стрелке А) заводной диск 2 поворачивают до упора пальца оператора в скобу 3, укрепленную на корпусе телефона. Вместе с диском поворачиваются главная ось и установленное на ней храповое колесо 4, а пружина 5 на конце оси заводится. Червячное колесо 6, свободно насаженное на главную ось, остается неподвижным, так как в указанном направлении собачка 7 (ось ее закреплена на червячном колесе) скользит по скошенным зубцам храпового колеса. Кулачок 1 на валу червяка не вращается.

После доведения диска до упора оператор вынимает палец из отверстия, и диск под действием пружины 5 возвращается в исходное положение (по стрелке Б). Зуб собачки 7 упирается в переднюю грань одного из зубьев храпового колеса 4, и червячное колесо 6 поворачивается вместе с храповым. Через червячную передачу вращение передается кулачку 1. Кулачок, изготовленный из изоляционного материала, вращаясь вокруг своей' оси, размыкает электрические контакты 8, посылая на телефонную станцию число импульсов размыкания, соответствующее набранной цифре.

Здесь использована червячная передача без самоторможения (обратимая), в которой ведущим звеном является червячное колесо, а не червяк.

Электрический прерыватель ДВС. Роль прерывателя двигателя внутреннего сгорания (ДВС) состоит в превращении постоянного тока в пульсирующий переменный, который подается на индукционную катушку, повышая в ней напряжение до величины, достаточной для возникновения искры между электродами запальной свечи.

При вращении кулачка 1 коромысловый толкатель 2 совершает качательное движение, вызывая периодически замыкания и размыкания электрических контактов 3 и 4. Кулачок выполнен в виде многоугольника с числом сторон, равным числу цилиндров двигателя. На рисунке показан прерыватель четырехцилиндрового двигателя.

Газораспределительный механизм ДВС. Для своевременного впуска в цилиндры двигателя внутреннего сгорания горючей смеси и выпуска отработанных газов используют газораспределительный механизм, в состав которого входят распределительный вал, рычаги, впускные и выпускные клапаны с сильными пружинами. Распределительный вал несет кулачки, которые при. его вращении через толкатели и рычаги воздействуют на клапаны. Количество кулачков соответствует числу клапанов двигателя, т.е. каждый кулачок работает только со своим конкретным клапаном.

Рассмотрим работу кулачкового механизма в составе газораспределительного механизма. Распределительный вал получает вращение от коленчатого вала двигателя посредством зубчатой, цепной или зубчато-ременной передачи. Толкатель 2, перемещаясь под действием кулачка 1, воздействует на штангу 3, которая в свою очередь поворачивает двуплечий рычаг 4. Последний нажимает на стержень клапана 5 и, преодолев сопротивление пружины 6, открывает его. При дальнейшем вращении кулачка клапан под воздействием своей пружины закрывается.

 

Рычажные механизмы

Кривошипно-ползунный механизм ДВС. В автомобильных двигателях внутреннего сгорания (ДВС) для преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение коленчатого вала используют кривошипно-ползунный механизм. При воспламенении топливной смеси в полости цилиндра 1 возникает высокое давление, под действием которого поршень 2 перемещается вниз и через шатун 3 приводит во вращение кривошип 4.

Автомобильные двигатели обычно имеют несколько цилиндров: 4, 6 или 8. Расположение их может быть рядным (все цилиндры в одном ряду), V-образным (цилиндры в двух рядах, расположенных под углом друг к другу) или оппозитным (цилиндры располагают горизонтально друг напротив друга).

Кривошипы всех цилиндров объединяют в одну деталь, называемую коленчатым валом (см. рис. 2.1.2).

В многоцилиндровых двигателях цилиндры также не являются самостоятельными деталями, а выполняются в виде расточек в одной очень сложной литой детали - блоке цилиндров.

Коленчатый вал двигателя внутреннего сгорания. Коленчатый вал четырехцилиндрового двигателя внутреннего сгорания (на кинематической схеме двигателя он обозначен кривошипом, аналогичным звену ОА на рис. 2.1.2, а) - это очень сложная деталь (рис. 2.1.2, 6). Ее изготавливают, как правило, из цельного куска металла (из стальной поковки) на специальных станках. Коленчатый вал имеет коренные шейки 1, 2, 3, 4, служащие для его базирования относительно блока цилиндров двигателя, и шатунные шейки 5, 6, 7, 8, соединенные с нижними головками шатунов.

Вращение вала поддерживают подшипники с трением скольжения, так как только они могут быть выполнены разъемными в отличие от подшипников качения. Использование разъемных конструкций опор обеспечивает процесс сборки.

На рис. 2.1.2, в приведено условное изображение коленчатого вала.

Механизм открывания дверей автобуса и троллейбуса. Во многих автобусах и троллейбусах Санкт-Петербурга установлены поворотно-распашные двери, имеющие две створки (рис. 2.1.3, а). Открыванием и закрыванием дверей дистанционно управляет водитель.

В основе шарнирно рычажного устройства (рис. 2.1.3, б), осуществляющего движение каждой створки под действием пневмоцилиндра 1, лежит кривошипно-ползунный механизм. Звено ОА (вместе с колонкой 2) поворачивается на угол, близкий к 90 градусам. Ролик 3, соответствующий ползуну В, двигается вдоль направляющих линеек 4, поворачиваясь на пальце 5. Шатун AB, жестко связанный со створкой двери, перемещаясь в плоскости чертежа, переводит створку из закрытого положение в открытое.

На рис. 2.1.3, в схематично показаны положения звеньев при закрытых и открытых дверях.

Мальтийский механизм кинопроекционного аппарата. Кинопроекция основана на скачкообразном движении пленки с частотой смены кадров, равной 24 кадрам в секунду. Каждый кадр на долю секунды останавливается в кадровом окне фильмового канала, и на экран с помощью осветителя и оптической системы проецируется неподвижное изображение. Затем пленка перемещается вниз и в кадровом окне останавливается следующий кадр. Скачкообразное движение пленки должно осуществляться и в съемочном киноаппарате. Существует несколько типов скачковых устройств [1].

Здесь показан скачковый механизм проекционного аппарата, перемещающий кинопленку на шаг кадра посредством зубчатого барабана 1 (скачкового барабана), посаженного на один вал с мальтийским крестом 2. Периодические повороты мальтийского креста 2 осуществляет палец 3, который закреплен на диске 4, равномерно вращающемся от привода киноаппарата. Палец 3 сначала входит в шлиц лопасти креста 2, поворачивает крест на некоторый угол (здесь на 90 градусов) и затем выходит из шлица. Вместе с крестом поворачивается и зубчатый барабан I, перемещая кинопленку в фильмовом канале на шаг кадра. Во время движения пальца 3 до входа его в следующий паз мальтийский крест остается неподвижным за счет фиксатора 5.

Дверной замок. На рисунке показан сложный дверной замок, который содержит несколько рычажных механизмов. Замок имеет ригель 1 и подпружиненную защелку 2 со скосом, за счет которого защелка утапливается при захлопывании дверей.

Механизмы могут выполнять следующие функции:
- снаружи и изнутри при повороте ключа выдвигается или задвигается ригель, при этом используют рычажный механизм, называемый синусным (рис.2.15, б);
- изнутри с помощью ручки, вставленной в квадратное отверстие рычага 3 (профильное соединение), можно утопить защелку, здесь вновь использован синусный механизм (рис.2.15, в);
- при задвинутом ригеле снаружи можно утопить защелку, препятствующую открыванию двери, при этом бородка ключа взаимодействует с двуплечим рычагом 4 (рис.2.15, г). Одно из плеч этого рычага при контакте с защелкой 2 образует тангенс- ный механизм.

В рассмотренных на рис.2.1.5,6-г механизмах линейное перемещение х выходного звена пропорционально синусу или тангенсу угла поворота ф соответствующего рычага (см. соотношения на рис.2.15, 6-г) [ 1 ].

Замок. Замки широко распространены в бытовых изделиях. Их используют для запирания дверей, дверц и ящиков шкафов, тумбочек, письменных столов, шкатулок и т.п.

В большинстве замков установлен передаточный механизм, преобразующий вращательное движение ключа в прямолинейное движение ригеля. Одним из подходящих для этой цели механизмов является синусный рычажный механизм (см. рис. 2.1.5).

 

Ригель 1 имеет один или несколько (в многооборотных замках) вырезов. В вырез входит бородка 2 ключа при его вращении. В многооборотных замках при следующем обороте ключа его бородка входит в соседний вырез.

 

Винтовые механизмы

Кронциркуль. Кронциркуль - это чертежный инструмент, который состоит из двух дугообразных ножек (рис. 2.7.6, а), соединенных шарнирно (рис. 2.7.6, б). Раздвижение ножек кронциркуля осуществляется с помощью дифференциального винтового механизма. Маховичок 1 приводит во вращение винт, перемещающий гайки 2 и 3. Винт имеет два участка с различным направлением винтовой линии (например: правее маховичка винтовая нарезка левая, левее - правая), поэтому при вращении винта гайки перемещаются в противоположные стороны. С ножками циркуля гайки соединены шарнирно и в процессе движения поворачиваются относительно них.

В этом инструменте реализовано одно из основных достоинств передачи винт-гайка: высокая точность перемещения (возможность получения малых перемещений ножек).

Клеящий карандаш. Клеящий карандаш содержит винтовой механизм, служащий для преобразования вращательного движения колпачка 1 в прямолинейное движение гайки 2 вместе с клеящим стержнем 3. Шпонка 4, изготовленная вместе с корпусом 5, предотвращает проворачивание гайки.

Все детали клеящего карандаша выполнены из пластмассы. Их изготовление происходит в пресс-формах и не предусматривает механической обработки каких-либо поверхностей. Это позволяет снизить себестоимость изделия, что характерно для массового производства.

С точки зрения эргономики для выдвижения клеящего стержня удобнее вращать колпачок по часовой стрелке, поэтому используют винтовую пару с левой резьбой. Почти так же устроен механизм выдвижения пишущего стержня (грифеля) в некоторых шариковых ручках (карандашах).

Талреп. Талреп - это устройство для регулируемого натяжения тросов. Оно состоит из двух винтов 1 и 2 с разным направлением резьбы (левая и правая) в общей обойме или скобе 3.

Например, для вертикальной фиксации стойки 7 волейбольной сетки каждую из скоб вращают в определенную сторону, это приводит к осевому смещению винтов в талрепах и натяжению растяжек 4, 5 и 6.

Предположительно, первыми изобрели талрепы нидерландские моряки, об этом свидетельствуют голландские морские понятия talreep или taliereep, а также первое место их использования — на парусных судах. С помощью талрепов натягивали снасти при закреплении частей рангоута.

В настоящее время талрепы применяют не только в морской практике. Их широко используют в любых видах такелажных работ. Например, для фиксации грузов при перемещении их автотранспортом, на судах, в самолетах и поездах, для вертикальной фиксации мачт и башен, рекламных установок, спортивных снарядов, для натяжения молниеотводов, антенн, струнных карнизов и т.п.

Струбцина. Струбцина предназначена для сжатия деталей при склеивании или в процессе выполнения столярных и слесарных работ. Скоба 1 имеет плоскую опорную поверхность А и резьбовую проушину Б, в которую ввинчен винт 2. Винт имеет пяту 3 с подвижной опорой (свободно вращающейся относительно него). Это предохраняет поверхность зажимаемых материалов от повреждения, так как позволяет равномерно распределить силу, которая создается вращением рукоятки 4. Надежность зажима деталей обеспечивается свойством самоторможения передачи винт-гайка.

При небольших размерах струбцины может быть использована метрическая резьба, но чаще - это трапецеидальная или упорная резьбы.

Водопроводный кран. Шток 1 водопроводного крана имеет наружную резьбу. При вращении крана по часовой стрелке шток, ввинчиваясь в неподвижную гайку 2, перемещает клапан 3 с прикрепленной к нему резиновой прокладкой 4 вниз и закрывает водопропускное отверстие 5. При вращении в обратную сторону клапан с резиновой прокладкой приподнимается, открывая путь воде.

Самоторможение винтового механизма позволяет зафиксировать установленный расход воды.

Слесарные тиски. Показанные на рисунке тиски имеют сразу два винтовых механизма: один с винтом 1 служит для закрепления тисков на столе или верстаке, другой с винтом 2 предназначен для зажима обрабатываемой детали, располагаемой между неподвижной губкой 3 и подвижной 4.

Винтовые зажимы - самые используемые: они просты, компактны и надежны в работе. К их достоинствам следует отнести: возможность получения большого выигрыша в силе сжатия; универсальность - можно использовать для закрепления самых разнообразных деталей; свойство самоторможения - отсутствует самопроизвольное вращение винта под действием силы сжатия, действующей вдоль его оси, которое может ослабить зажим детали.

К недостаткам следует отнести повышенные потери на трение скольжения в резьбе, которые могут быть несколько уменьшены за счет смазки.

 






Дата добавления: 2020-09-14; просмотров: 60;


Поделитесь с друзьями:

Вы узнали что-то новое, можете расказать об этом друзьям через соц. сети.

Поиск по сайту:

Введите нужный запрос и Знаток покажет, что у него есть.
Znatock.org - Знаток.Орг - 2017-2020 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей. | Обратная связь
Генерация страницы за: 0.012 сек.