Rotace a vačkový mechanismus

Práce většiny mechanismů vytvořených člověkem je založena na energii rotace. Někdy se dívá ze strany na fungování jakéhokoliv stroje (v tomto případě to není auto, ale mechanismus), může se zdát, že není rotace, ale často je to první dojem klamný. Faktem je, že mnoho strojů používá různá technická řešení, která umožňují změnit původní charakter pohybu do jiné formy. Jedním z nejpozoruhodnějších příkladů je vačkový mechanismus. S jeho pomocí je možné "dostat" z otáčení pohyb vpřed nebo houpání. Kde přesně se setkáme s vačkovým mechanismem?

Nejasná fakta

Jistě, v každé rodině patří mezi nezbytné nástroje elektrická vrtačka nárazové působení: na svém těle se nachází speciální spínač, který umožňuje zvolit provozní režim - pouze otáčení vrtáku nebo posunutí vpřed a vzad společně s otáčením. V prvním případě nenastávají otázky: elektromotor přes hřídel a reduktor přenáší část otáček na vrták. Ale co se stane, když je zapnutý režim děrování? Není nic komplikovaného - jen vačkový mechanismus, který přeměňuje část rotačního momentu na vodorovný posun. Podobné řešení se používá u mnoha přístrojů a domácích spotřebičů. Také bez takových mechanismů by bylo nemožné existovat spalovacích motorů v jejich klasické podobě.

Jednoduchost konstrukce a nízké náklady jsou hlavními výhodami takových mechanických měničů. V tomto případě existuje nevýhoda - pokud je zapnutá pohon dochází k nadměrnému tlaku (odolnost proti pohybu), je možné poškození prvků. Například k přerušení vrták že při vrtání díry stačí zatlačit vrták příliš silně na povrch, ve skutečnosti zablokovat jeho translační pohyb.

Od příkladů k praxi

Vačkový mechanismus je jedním z odrůd kinematická dvojice, sestávající pouze ze dvou spojů (předpokládá se přítomnost sloupku) - tlačné a vačkové. Povrch druhého, podél kterého dochází k prokluzu, je profilován, což umožňuje, aby byl impuls přenášen na s ním spojený posuvník. Cams mohou mít nejrůznější podobu: ploché, sférické, válcové, složité prostorové uspořádání apod. Je tedy možné rozdělit pouze na dvě generalizační skupiny - prostorové a planární.

Zvažme, jak jsou uspořádány nejjednodušší vačkové mechanismy plochého typu. Výstupní spojení se může pohybovat jak vpřed (posuvník), tak i otočit (kolébka). Strana spojení, která je v kontaktu s vačkou, může být vytvořena ve formě roviny, polokoule, bodu nebo válečku, aby se snížilo opotřebení.

V případě posuvníku se kolem své osy otáčí vačka s průřezem ve tvaru vejce. Vzhledem k tomu, že tvar je odlišný od kruhu, je tlačný kolečko a válec zdviženy na vrcholech, což zajišťuje translační pohyb podél vodítek. Odmítnutí horní části - a válec klesne, vrátí zpět vazbu. Konstrukce s kolébkou je bez vodícího zařízení, takže válec je zcela "válcován" kolem vačky, což způsobuje, že se spojnice pohybuje v souladu s osou otáčení.

Spolehlivé ovládání vačkových mechanismů je možné pouze se spolehlivým dotykem tlačného zařízení a samotné vačky. K vyřešení tohoto problému se používá několik přístupů: výstupní vazba je provedena pružinou - v těle rotující části je vytvořena drážka, ve které je připevněný tlačný válec. Samotný výklen může dovolit, aby se válec pohyboval, nikoliv v jednom bodě.

Syntéza vačkového mechanismu je nezbytná pro přesný výběr parametrů požadovaných technickým procesem. Nejprve se vytvoří strukturální část schématu, která bere v úvahu počet kinematických párů, vazeb, jejich stupně volnosti, typy spojení. Dalším krokem je metrika. V závislosti na požadovaných parametrech jsou vybrány velikosti všech hlavních prvků. To zohledňuje nejvíce racionální podobu vačky, úsilí na vrcholu, spotřebu materiálu pro vytvoření struktury.