Механизмы кулачок-талер: определение, типы и применения

В машиностроении механизм высшей пары называется механизмом кулачок-талер. Кулачок и талер — механически обработанные типы роликовых или игольчатых подшипников, предназначенные для работы друг с другом. Существует множество конфигураций, работа в зависимости от применения и требуемого выхода.

Определение кулачка и талера

Что такое кулачок?

Кулачок — вращающийся элемент, сообщающий возвратно-поступательное или качающееся движение талеру (элементу машины) за счет прямого контакта. Механический элемент для передачи заданного движения талеру прямым контактом.

Преобразуют вращательное движение в поступательное для другой части. Служат как вращающееся колесо, эксцентрик или вал, задействующий рычаг в различных точках круговой траектории.

В паровом молоте кулачок может быть простым зубом для передачи импульсов мощности.

Что такое талер?

Талер — вращающийся или качающийся элемент машины, движимый движением кулачка за счет прямого контакта двух частей. Талер движется вертикально к оси кулачка при возвратно-поступательном движении кулачка.

Талер — часть машины, следующая за кулачком, который движется качающимся или возвратно-поступательно. Всегда есть рама, поддерживающая кулачок и направляющая талер.

Кратко: ведущий элемент — кулачок, ведомый — талер.

Функции механизма кулачок-талер

• Равномерное распределение сил в одном элементе машины
• Получение спонтанного движения с цилиндрическим роликом
• Разнообразные поступательные движения при применении к машине
• Высокая толщина кулачок-талер по сравнению с подшипниками позволяет поглощать больше ударов, повышая механическую эффективность
• Хорошо работают в аппаратах для газировки и авиации благодаря универсальности. Эффективны на конвейерных лентах

Применения

• ДВС: кулачковый вал открывает и закрывает выпускные и впускные клапаны
• Гидравлические системы
• Автоматизированное оборудование
• Печатные машины
• Текстильное и сельхозоборудование
• Зуборезательные станки
• Автоматические токарные станки
• Настенные часы
• Автопром: привод топливных насосов, управление клапанами
• Инженерное обеспечение нулевой или минимальной погрешности

Детали механизма кулачок-талер

Детали варьируют в зависимости от типов. Ниже описаны типы с их частями. Механизм состоит из трех элементов: ведущий (кулачок), рама (поддерживает кулачок и направляет талер), ведомый (талер).

Терминология

• Профиль кулачка — поверхность контакта кулачка и талера
• Базовый круг — наименьший круг профиля кулачка от центра вращения
• Точка трассировки — точка, позволяющая трассировать профиль кулачка
• Шестилочий кривой (Pitch Curve) — кривая, образуемая при фиксированном кулачке и движущейся точке трассировки талера
• Угол давления — между нормалью к шестойлочей кривой и линией движения талера
• Шестилочая точка (Pitch Point) — точка максимального угла давления
• Шестилочий круг (Pitch Circle) — круг через шестилочую точку
• Первичный круг (Prime Circle) — касательный к шестойлочей кривой и концентричный базовому кругу

Типы кулачков

Дисковый / пластинчатый кулачок

Не имеет правильного контура для передачи конкретного движения талеру.

Цилиндрический кулачок

Имеет желоб на цилиндрической поверхности. Талер движется по цилиндрической поверхности параллельно оси цилиндра.

Поступательный кулачок

Имеет желоб или контурированную пластину, талер качается по лицу пластины. Движение талера задается желобом или контуром.

Клиновой кулачок

Имеет наклонную плоскую правильную форму для передачи конкретного движения талеру.

Спиральный кулачок

Полукруглый или спиралевидный желоб, позволяющий возвратно-поступательное движение. Талер движется вертикально к оси кулачка.

Сердцевидный кулачок

Асимметричное сердцевидное 형상. Используется для возврата валов в заданную позицию давлением ролика.

Типы талеров

Ножевой талер

Острый контактный край. Простейшая конструкция. Только для низкоскоростных применений из-за острого края.

Роликовый талер

Для высокоскоростных применений за счет гладкого контакта. Меньший износ по сравнению с ножевым.

Плоский талер

Плоская поверхность с неправильным кулачком. При ограниченном пространстве и для сопротивления боковой силе. Для высокой точности.

Сферический талер

Искривленная поверхность — модификация плоского талера.

Радиальный талер

Подобен сферическому, но линия движения проходит через ось кулачка. Возвратно-поступательное движение по линии. Схема как у сферического.

Смещенный талер

Ось движения не совпадает с осью кулачка.

Принцип работы

Механизм кулачок-талер прост и понятен. Элементы зависят друг от друга: где есть кулачок, должен быть талер и наоборот.

Кулачок — механический компонент, вращающийся по кругу или эллипсе вокруг малой оси талера. Передает качающееся, возвратно-поступательное или поступательное движение талеру.

Кулачки обычно овальные, несовершенные круги или эллипсы. Овальный кулачок означает периодическое внешнее выступание. Необходим для периодических механических работ. Два типа: одно- и многоголовковые.

Талер — элемент, воспринимающий толчок или тягу от кулачка. Передает движение нужной части машины. Вращается по качающейся или круговой дуге.

Заключение

В статье рассмотрены определение, функции, применение, компоненты, типы и принцип работы механизма кулачок-талер.