Кулачковые механизмы в технике и машинах

Введение

Кулачковые механизмы появились очень давно. Точно неизвестно, кто был их изобретателем. В технике данные механизмы принято относить к категории так называемых устройств преобразования. Их основное свойство - преобразование и изменение характера движения с вращательного на поступательное. Преобразование движения нашло широкое применение во многих современных технических устройствах и на производстве.

Особенности и принцип работы

Применяются кулачковые механизмы обычно в тех случаях, когда необходимо переместить ведомые звенья устройства на небольшие расстояния относительно друг друга.

Если рассмотреть кулачковые механизмы, то все они имеют в своей основе фигурный диск, который по-другому называют кулачок (1), толкатель (2) и ролик (3). Кулачок вращается вокруг своей оси и взаимодействует с толкателем. В итоге получается равномерное возвратно-поступательное движение, на основе которого работает большое количество устройств.

Фигурный диск выполняет главную роль в работе и выступает ведущим элементом кулачкового механизма. Ведомой же частью является толкатель, который еще иногда называют щупом. Щуп выполняет роль исполнительного органа, который выполняет основную полезную работу.

Когда механизм активен, то кулачок активируется и толкает толкатель в заранее заданном направлении. Для его возвращения в исходное положение необходимо использовать возвратную пружину. Кроме пружины, под непосредственным активным влиянием противодействующих усилий органов механизма, которые взаимодействуют с толкателем, также возможно вернуть механизм в первоначальное положение.

Есть и такие варианты, где толкатель двигается строго вокруг заданного центра. При такой работе кулачок выполняет прямолинейное перемещение и после полного оборота возвращается в первоначальное положение.

Основные преимущества

Основное преимущество использования кулачкового механизма заключается в том, что он помогает осуществить перемещение ведомых звеньев. Если рассмотреть конструкцию самого механизма, то можно увидеть, что она является очень простой. Несмотря на простоту, механизм работает равномерно и очень точно. Если использовать другие устройства, то они не дадут такой точный результат, как кулачковый механизм. Благодаря этому такие механизмы нашли широкое применение во многих технических устройствах нашего времени.

Сами по себе кулачковые механизмы имеют небольшой компактный размер, что не мешает им выполнять свою полезную работу очень качественно и точно. Применяются кулачковые механизмы в той разновидности техники, в которой требуется добиться максимальной точности функционирования всех ее деталей и автоматизма.

Если говорить о недостатках кулачковых механизмов, то их количество крайне мало. Основная сложность использования механизма заключается в точном расчете и изготовлении профиля поверхности каждого звена. Если допустить хоть незначительную погрешность, то устройство не будет работать должным образом. Именно поэтому изготовление кулачковых механизмов представляет собой очень сложный и кропотливый процесс.

Область применения кулачковых механизмов

Кулачковые механизмы нашли широкое применение во многих сферах производства. Их активно используют в промышленности, машиностроении и многих других отраслях. Именно благодаря кулачковому механизму происходит сцепление устройств, их поджим и замыкание. Механизмы также применяются в станочном оборудовании, где необходимо задать устройству определенное небольшое перемещение с конкретной скоростью.

Любой автомеханик отлично знаком с кулачковыми механизмами, которые активно используются в двигателях автомобилей. Кроме этого, их также применяют в полиграфических машинах на различных производствах, в автоматах широкого спектра назначения, приборах и т.д.