Кюри и толкатели: типы, номенклатура, принцип работы и применение

В этой статье вы узнаете, что такое кюри и толкатели, их типы, номенклатуру, принцип работы, применение и многое другое со схемами. В конце можно скачать бесплатный PDF.

Кюри и толкатель

Кюри и толкатель — пара высших кинематических пар, используемая для прямого или периодического движения звеньев. Позволяет снизить погрешность. Уже в III веке до н.э. кюри использовались в гидроприводах гелленистических автоматов.

В IV веке н.э. механизм встречается в конструкциях аль-Джазари. Механизмы кюри-толкатель широко применяются в ДВС для управления клапанами.

Также механизм используется инженерами как часть системы распределения ДВС. В автопроме кюри-толкатель применяется для привода топливных насосов.

Механизм состоит из трёх элементов: ведущего — кюри, рамы, удерживающей кюри и толкатель, и ведомого — толкателя, управляемого рамой.

Что такое кюри?

Кюри — вращающаяся деталь, передающая толкателю возвратно-поступательное или качающееся движение прямым контактом. Используется для преобразования вращательного движения в поступательное.

Это элемент машины — вращающееся колесо или вал, воздействующий на рычаг в нескольких точках своей круговой траектории. Широко используется в паровом молоте как простой зуб для преобразования импульсов мощности.

Типы кюри

Классификация кюри:

1. По форме кюри:
   1. Клиновидная (плоская)
   2. Дисковая (пластинчатая)
   3. Спиральная
   4. Цилиндрическая
   5. Сердечкообразная
   6. Поступательная (транслирующая)
   7. Улитковая (с резким сбросом)
   8. Сопряженная
   9. Глобоидная
   10. Сферическая
2. По движению толкателя:
   1. Подъем — возврат — подъем
   2. Двель — подъем — дvelle — возврат — дvelle
   3. Двель — подъем — возврат — дvelle
3. По способу закрепления толкателя:
   1. Преднапряженная пружина
   2. Гравитационная
   3. Положительный привод (форсохватный)

1. Клиновидная (плоская) кюри

Имеет прямую форму для задания конкретного движения толкателю.

2. Дисковая (пластинчатая) кюри

Не имеет прямой формы, задает специфическое движение толкателю.

3. Спиральная кюри

Имеет полукруглую или спиралевидную желобчатую траекторию. Кюри движется возвратно-поступательно, толкатель — перпендикулярно оси кюри.

4. Цилиндрическая кюри

Имеет желоб на цилиндрической поверхности; толкатель движется по цилиндрической поверхности параллельно оси цилиндра.

5. Сердечкообразная кюри

Асимметричная форма сердца. Используется для удержания вала в заданном положении давлением ролика.

6. Поступательная (транслирующая) кюри

Состоит из пластины с желобом/контуром; толкатель качается перед пластиной. Желоб задает движение толкателя.

7. Улитковая кюри (с резким сбросом)

Применяется в механических часах: дневной механизм срабатывает ровно в полночь. Толкатель движется по спирали более 24 часов, затем резко сбрасывается, активируя переход суток.

8. Сопряженная кюри

Имеет два отдельных качающихся ролика. Толкатели служат измерительным приспособлением. При вращении изменение угла между рычагами толкателей показывает ошибки профиля кюри.

9. Глобоидная кюри

Одна из самых сложных кюри по форме. Рабочие поверхности — контактные поверхности с роликовыми поверхностями.

10. Сферическая кюри

Альтернатива коническим зубчатым колесам: обеспечивает меньший люфт и потери от трения.

Что такое толкатели?

Толкатель — вращающийся или качающийся элемент машины, следующий за движением кюри прямым контактом. При возвратно-поступательном движении кюри толкатель движется параллельно оси кюри.

Преобразует вращательное движение кюри в возвратно-поступательное или качающееся.

Типы толкателей

1. По форме:
   1. Роликовый
   2. Ножевой
   3. Плоскощипковый
   4. Сферический
2. По движению:
   1. Возвратно-поступательный
   2. Качающийся
3. По линии движения:
   1. Радиальный
   2. Смещенный (оффсетный)

1. Роликовый толкатель

Применяется при высоких скоростях: обеспечивает гладкий контакт, меньший износ.

2. Ножевой толкатель

Острый контакт с кюри. Простейший, но не применяется при высоких скоростях из-за острого края.

3. Плоскощипковый толкатель

Плоская поверхность контакта с неравномерной кюри. Используется при ограниченном пространстве, выдерживает большие нагрузки.

4. Сферический толкатель

Искривленная поверхность контакта. Модификация плоскощипкового толкателя.

5. Возвратно-поступательный толкатель

При вращении кюри толкатель совершает возвратно-поступательное движение в направляющем.

6. Качающийся толкатель

Закреплен на раме в нужной точке и качается, преобразуя вращение кюри в качающееся движение.

7. Радиальный толкатель

Линия движения проходит через центр вращения вала кюри. Движение возвратно-поступательное.

8. Смещенный (оффсетный) толкатель

Линия движения смещена относительно центра вращения вала кюри.

Как работают кюри и толкатели?

Работа кюри

Кюри — механический элемент, вращающееся вокруг короткой оси толкателя. Простыми словами: кюри передает возвратно-поступательное, качающееся или поступательное движение толкателю.

Форма кюри обычно овальная, неполный круг или эллипс. При овальной кюри наблюдается периодическая внешняя нагрузка, полезная для периодических механических задач. Существуют одно- и многоголовчатые кюри.

Работа толкателя

Толкатель — механический элемент, относительно которого кюри вращается по качающейся или круговой траектории. Толкатель воспринимает толчки кюри и передает движение нужной детали машины.

Механизм кюри-толкатель неразрывен: толкатель движется по качающейся или круговой дуге.

Механизм необходим в инженерии и выполняет разные функции в разных машинах.

Номенклатура (терминология) кюри

Основные термины:

1. Профиль кюри
2. Базовый круг
3. Полярная кривая (кривая точек прилегания)
4. Трассирующая точка
5. Угол давления
6. Полярная точка
7. Полярный круг
8. Примаричный (основной) круг

1. Профиль кюри

Поверхность кюри, где контактирует толкатель.

2. Базовый круг

Наименьший круг профиля кюри от центра вращения.

3. Полярная кривая

Кривая, образуемая трассирующей точкой толкателя при вращении кюри.

4. Трассирующая точка

Точка на толкателе, по которой определяют профиль кюри.

5. Угол давления

Угол между нормалью к полярной кривой и линией движения толкателя.

6. Полярная точка

Точка, где угол давления максимален.

7. Полярный круг

Проходит через полярную точку.

8. Примаричный круг

Круг, проведенный от касательной к полярной кривой и концентричный базовому кругу.

Зачем нужны кюри и толкатели?

В машиностроении механизм кюри-толкатель обеспечивает равномерное распределение сил в одном элементе.

Спонтанное движение достигается установкой цилиндрического ролика на элемент машины. Кюри и толкатели применяются в элементах размером и формой с гайку. Позволяют реализовывать разные виды поступательных движений.

Механизм поглощает большие удары за счет большей толщины по сравнению с подшипниками, повышая КПД.

Универсален: от газировщиков до авиации. Также используется в конвейерах.

Плоские толкатели часто управляют клапанами ДВС, роликовые — в масляных и стационарных двигателях.

Где применяются кюри и толкатели?

1. В ДВС для открытия/закрытия выпускных и впускных клапанов.
2. В гидросистемах (зависят от давления жидкости).
3. В печатных машинах: толчок позиционирует, притяжение печатает.
4. В текстильных машинах для шитья и подачи ткани.
5. В винторезетах и станках для нарезки зубьев.
6. В настенных часах и автоматических токарных станках.

---

Заключение

Кюри и толкатель имеют широкое применение в машиностроении. Описаны все типы со схемами. Вопросы — в комментариях.

Понравилось — поделитесь с друзьями. Подпишитесь на рассылку для уведомлений о новых публикациях.