RU193644U1

RU193644U1 - Ratchet with cam

Info

Publication number: RU193644U1
Application number: RU2018144354U
Authority: RU
Inventors: Олег Васильевич Кретинин; Юрий Георгиевич Кабалдин; Юрий Николаевич Вавилов; Ирина Юрьевна Скобелева
Priority date: 2018-12-14
Filing date: 2018-12-14
Publication date: 2019-11-07

Abstract

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к храповым механизмам, и может быть использована для проектирования машин автоматического и полуавтоматического действия во многих областях машиностроения.Полезная модель решает задачу обеспечения реверсирования движения фрикционного колеса и увеличения времени разгона и торможения.Этот технический результат достигается тем, что храповой механизм, содержащий фрикционное (храповое) колесо, башмак (собачку), серьгу, коромысло, вал и пружину, соединяющую серьгу с коромыслом, отличающийся тем, что башмак (собачка) выполнен в виде кулачка с симметричным самостопорящимся профилем, что позволяет кулачку (собачке), работая в одном положении, перемещать фрикционное (храповое) колесо в одном направлении, а в другом положении кулачка (собачки) изменять направление вращения фрикционного (храпового) колеса. Так решается вопрос реверсирования.The utility model relates to the field of mechanical engineering, namely to ratchet mechanisms, and can be used to design automatic and semi-automatic machines in many areas of mechanical engineering. A useful model solves the problem of ensuring the reverse movement of the friction wheel and increase the acceleration and braking time. This technical result is achieved by that a ratchet mechanism containing a friction (ratchet) wheel, shoe (dog), an earring, a rocker arm, a shaft and a spring connecting the earring to the rocker arm, o characterized in that the shoe (dog) is made in the form of a cam with a symmetrical self-locking profile, which allows the cam (dog), working in one position, to move the friction (ratchet) wheel in one direction, and in the other position of the cam (dog) to change the direction of rotation friction (ratchet) wheels. So the question of reversal is solved.

Description

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к храповым механизмам и может быть использована для проектирования машин автоматического и полуавтоматического действия во многих областях машиностроения.The utility model relates to the field of mechanical engineering, namely to ratchet mechanisms and can be used to design automatic and semi-automatic machines in many areas of mechanical engineering.

В настоящее время в широком классе храповых механизмов используются собачки, ось которых в процессе передачи окружной силы не совершает поперечных движений. Такие собачки установлены в многочисленных храповых механизмах, рассмотренных, например, в работе С.Н. Кожевников, Я.И. Осипенко, Я.М. Райкин, 1976 г. М. Машиностроение, стр. 441-452, рис. 7.12, 7.13, 7.16, 7.20, 7.21, 7.24, 7.25, 7.27, 7.28, 7.29. Такие собачки работают в храповых остановах грузоподъемных и транспортирующих машин (М.П. Александров, подъемно-транспортные машины, 1973 г. М. Машиностроение, стр. 105, рис. 67), а также в храповом механизме, изложенном в работе К.В. Фролов, Теория механизмов и машин, М. Высшая школа, 1987, стр. 436, рис. 16.2, б.Currently, dogs are used in a wide class of ratchets, the axis of which does not make lateral movements during the transmission of circumferential force. Such dogs are installed in numerous ratchet mechanisms considered, for example, in the work of S.N. Kozhevnikov, Y.I. Osipenko, Y.M. Raikin, 1976 M. Engineering, pp. 441-452, Fig. 7.12, 7.13, 7.16, 7.20, 7.21, 7.24, 7.25, 7.27, 7.28, 7.29. Such dogs work in ratchet stops of lifting and transporting machines (M.P. Aleksandrov, hoisting-and-transport machines, 1973 M. Mechanical Engineering, p. 105, Fig. 67), as well as in the ratchet mechanism described in the work of K.V. . Frolov, Theory of mechanisms and machines, M. Higher School, 1987, p. 436, Fig. 16.2, b.

Недостатками таких собачек являются:The disadvantages of such dogs are:

удар в момент разгона и торможения, поскольку соединение собачки с храповиком происходит практически мгновенно;a blow at the moment of acceleration and braking, since the connection of the dog with the ratchet occurs almost instantly;

шум при высоких скоростях;noise at high speeds;

невозможность реверсирования.the impossibility of reversing.

Наиболее близким к предложенному техническим решением можно считать фрикционный храповой механизм, рассмотренный в работе С.Н. Кожевников, Я.И. Осипенко, Я.М. Райкин, 1976 г. М. Машиностроение, стр. 443, рис. 7.7. The closest to the proposed technical solution can be considered a friction ratchet mechanism, considered in the work of S.N. Kozhevnikov, Y.I. Osipenko, Y.M. Raikin, 1976 M. Mechanical Engineering, p. 443, Fig. 7.7.

Фрикционный храповой механизм содержит: фрикционное колесо 1, выполняющее функцию храпового колеса, башмак 2, выполняющий функцию собачки, серьгу 3, коромысло 4, вал 5, пружину 6, соединяющую серьгу с коромыслом.Friction ratchet mechanism contains: friction wheel 1, which performs the function of a ratchet wheel, shoe 2, which performs the function of a dog, earring 3, rocker 4, shaft 5, spring 6, connecting the earring to the rocker.

Преимущество механизма состоит в том, что окружное усилие создается за счет сил трения, возникающих между башмаком 2 (собачкой) и фрикционным колесом 1 (храповым колесом). При движении коромысла 4 против часовой стрелки подпружиненная серьга 3 и башмак 2 (собачка) зажимают фланец фрикционного колеса 1. При движении коромысла 4 по часовой стрелке – холостой ход.The advantage of the mechanism is that the circumferential force is created due to friction forces arising between the shoe 2 (dog) and the friction wheel 1 (ratchet wheel). When the rocker 4 moves counterclockwise, the spring-loaded earring 3 and the shoe 2 (dog) clamp the flange of the friction wheel 1. When the rocker 4 moves clockwise - idle.

В начале движения коромысла 4 против часовой стрелки подпружиненная серьга 3 и башмак 2 начинают поворачиваться относительно неподвижного фрикционного колеса 1. При этом начальном повороте создается условие самоторможения и башмак 2 фиксируется относительно фрикционного колеса 1. При дальнейшем давлении коромысла растет сила нормального давления, соответственно растет сила трения и, когда ее величина достигнет окружной силы, начинается движение фрикционного колеса 1. Таким образом за счет начального поворота башмака 2 увеличивается время разгона и, соответственно, улучшается динамика механизма, а за счет плавного нарастания сил трения в момент разгона снижается уровень шума. Недостатками механизма являются:At the beginning of the movement of the rocker 4 counterclockwise, the spring-loaded earring 3 and the shoe 2 begin to rotate relative to the stationary friction wheel 1. With this initial turn, a self-braking condition is created and the shoe 2 is fixed relative to the friction wheel 1. With further pressure of the rocker, the force of normal pressure increases, the force increases accordingly friction and, when its value reaches the circumferential force, the movement of the friction wheel 1 begins. Thus, due to the initial rotation of the shoe 2, the time increases I acceleration and, accordingly, improves the dynamics of the mechanism, but due to smooth increase friction forces in acceleration torque is noise. The disadvantages of the mechanism are:

недостаточное время разгона (пуска) и торможения;insufficient time for acceleration (start) and braking;

недостаточное снижение шума;insufficient noise reduction;

отсутствие возможности реверсирования.lack of reversibility.

Полезная модель решает задачу обеспечения реверсирования движения фрикционного колеса и увеличения времени разгона и торможения.The utility model solves the problem of reversing the movement of the friction wheel and increasing the acceleration and braking times.

Этот технический результат достигается тем, что храповой механизм, содержащий фрикционное (храповое) колесо 1, башмак (собачку) 2, серьгу 3, коромысло 4, вал 5 и пружину 6, соединяющую серьгу с коромыслом, отличающийся тем, что башмак (собачка) выполнен в виде кулачка с симметричным самостопорящимся профилем, что позволяет кулачку (собачке), работая в одном положении, перемещать фрикционное (храповое) колесо в одном направлении, а в другом положении кулачка (собачки) изменять направление вращения фрикционного (храпового) колеса. Так решается вопрос реверсирования.This technical result is achieved in that the ratchet mechanism comprising a friction (ratchet) wheel 1, shoe (dog) 2, earring 3, rocker 4, shaft 5 and spring 6 connecting the earring to the rocker, characterized in that the shoe (dog) is made in the form of a cam with a symmetrical self-locking profile, which allows the cam (dog), working in one position, to move the friction (ratchet) wheel in one direction, and in the other position of the cam (dog) to change the direction of rotation of the friction (ratchet) wheel. So the question of reversal is solved.

Так как кулачек при начальном движении совершает движение качения, а не скольжения, как в аналоге, то время разгона при повороте кулачка увеличивается. Дальнейшее увеличение времени разгона объясняется тем, что сила нормального давления и, соответственно, сила трения, увеличиваются за счет дополнительного поворота кулачка, что существенно увеличивает время разгона и улучшает динамику механизма.Since the cam during the initial movement makes a rolling movement, and not sliding, as in the analogue, the acceleration time when the cam is rotated increases. A further increase in the acceleration time is explained by the fact that the force of normal pressure and, accordingly, the friction force increase due to the additional rotation of the cam, which significantly increases the acceleration time and improves the dynamics of the mechanism.

Полезная модель поясняется чертежами фиг. 1 и фиг. 2, где показаны профиль кулачковой собачки и различные положения кулачковой собачки в процессе разгона в одном направлении движения фрикционного (храпового колеса) и в реверсивном направлении.The utility model is illustrated by the drawings of FIG. 1 and FIG. 2, which shows the profile of the cam dog and the various positions of the cam dog during acceleration in one direction of movement of the friction (ratchet wheel) and in the reverse direction.

Храповой механизм с кулачковой собачкой состоит из фрикционного колеса 1, кулачковой собачки 2, коромысла 4, вала 5 и пружины 6, соединяющей серьгу 3 с коромыслом 4.The ratchet mechanism with a cam dog consists of a friction wheel 1, cam dog 2, rocker 4, shaft 5 and spring 6 connecting the earring 3 to the beam 4.

На фиг. 1, а показано исходное положение ведущей кулачковой собачки, при котором создается минимальная сила трения, необходимая для работы собачки. При движении коромысла 4 против часовой стрелки (фиг. 1. б) возникает угол α между кулачком 2 и фрикционным колесом 1, что создает условие самоторможения (α<ϕ, где ϕ – угол трения). При дальнейшем повороте коромысла 4 кулачек поворачивается (фиг. 1. в) увеличивая силу нормального давления, силу трения и время разгона фрикционного колеса 1. Когда сила трения сравняется с окружной силой, начнется движение фрикционного колеса. Таким образом, кулачковая собачка существенно увеличивает время разгона, что улучшает динамику механизма и снижает уровень шума.In FIG. 1, a shows the initial position of the leading cam dog, which creates the minimum friction force necessary for the dog to work. When the rocker 4 moves counterclockwise (Fig. 1. b), an angle α arises between the cam 2 and the friction wheel 1, which creates the condition for self-braking (α <ϕ, where ϕ is the angle of friction). With further rotation of the rocker arm 4 cams rotates (Fig. 1. c) increasing the force of normal pressure, the friction force and the acceleration time of the friction wheel 1. When the friction force is equal to the circumferential force, the friction wheel will begin to move. Thus, the cam dog significantly increases the acceleration time, which improves the dynamics of the mechanism and reduces the noise level.

Кулачковая собачка, изображенная на фиг. 1, будет работать, как стопорная собачка, если остановить коромысло 4 и вращать фрикционное колеса по часовой стрелке. Тогда торможение будет проходить также как разгон, в результате чего время торможения увеличивается также как время разгона, а силы инерции уменьшаются, что улучшает динамику механизма и снижает уровень шума.The cam dog shown in FIG. 1, will work like a locking dog if you stop the rocker 4 and rotate the friction wheel clockwise. Then the braking will also take place as acceleration, as a result of which the braking time increases as well as the acceleration time, and the inertia forces decrease, which improves the dynamics of the mechanism and reduces the noise level.

Для того, чтобы реверсировать движение фрикционного колеса достаточно повернуть коромысло 4 на угол β, как показано на фиг. 2, а. тогда при движении коромысла 4 по часовой стрелке фрикционное колесо начнет движение против часовой стрелки, проходя, соответственно, стадию создания условия самоторможения (фиг. 2, б) и начала движения фрикционного колеса (фиг. 2, в). В исходном положении (см. фиг. 2. а) кулачковая собачка работает и как ведущая и как стопорная.In order to reverse the movement of the friction wheel, it suffices to turn the beam 4 by an angle β, as shown in FIG. 2 a. then, when the rocker 4 moves clockwise, the friction wheel starts to move counterclockwise, passing, respectively, the stage of creating the condition for self-braking (Fig. 2, b) and the start of movement of the friction wheel (Fig. 2, c). In the initial position (see Fig. 2. a) the cam dog works both as a guide and as a stop.

Таким образом, кулачковая собачка улучшает динамику механизма, легко реверсируется, снижает уровень шума и может быть встроена во все храповые механизмы, у которых ось собачки не совершает поперечных движений.Thus, the cam dog improves the dynamics of the mechanism, easily reverses, reduces noise and can be integrated into all ratchet mechanisms in which the dog axis does not make lateral movements.

Claims

A ratchet mechanism comprising a friction wheel, a shoe, an earring, a rocker arm, a shaft and a spring connecting the earring to the rocker arm, characterized in that the shoe and earring are made as one part, the shoe is made in the form of a cam with a symmetrical profile having self-braking.