СПОСОБ СБОРКИ КУЛИСНОГО МЕХАНИЗМА
PROCEDURE FOR ASSEMBLY OF CRANK MECHANISM

Изобретение относится к области машиностроения, а именно способам сборки кулисных механизмов с элементами качения.
Известен способ сборки кулисного механизма, в котором между контактными поверхностями кулисы и ползуна установлены катки с синхронизирующими шестернями, зацепленными с зубчатыми рейками контактных поверхностей кулисы и ползуна, заключающийся в том, что катки устанавливают в заданное положение при фиксированных ползуне и кулисе, после чего две части кулисы стягивают между собой с выбором зазоров в контактных поверхностях (см. патент США №2312057, опуб. 1943).
Недостатками известного способа являются сложность конструкции механизма, предусматривающего сборку с последующей затяжкой опор качения, не гарантирующей равномерность предварительной нагрузки по длине контактной поверхности.
Техническим результатом является упрощение конструкции кулисного механизма и повышение его надежности и ресурса.
Поставленная задача достигается тем, что при сборке кулисного механизма, в котором между контактными поверхностями кулисы и ползуна установлены катки с синхронизирующими шестернями, зацепленными с зубчатыми рейками контактных поверхностей кулисы и ползуна, согласно изобретению к поверхностям ползуна и кулисы приставляют фальшрейки с возможностью продления зубчатых реек как ползуна, так и кулисы, между фальшрейками ползуна и фальшрейками кулисы устанавливают катки с заданным расстоянием между ними и вкатывают катки в зацепление реек кулисы и ползуна между их контактными поверхностями путем перемещения ползуна в направлении к кулисе.
Поставленная задача достигается также тем, что создают натяг в контактных поверхностях кулисы и ползуна за счет выполнения расстояния между контактными поверхностями кулисы, меньшим, чем сумма размера между контактными поверхностями ползуна и двух диаметров катков.
Поставленная задача достигается также тем, что перед вкатыванием катков в зацепление с рейками кулисы и ползуна кулису могут деформировать для увеличения расстояния между контактными поверхностями, а после вкатывания катков деформирующее воздействие на кулису снимают.
Изобретение поясняется при помощи чертежей.
на фиг.1 показана схема сборки механизма перед началом вкатывания катков в зазор между контактными поверхностями ползуна и кулисы;
на фиг.2 - то же, во время процесса вкатывания катков;
на фиг.3 - то же, после процесса выкатывания катков.
Механизм, в котором реализуется описываемый способ, содержит кулису 1 с контактными поверхностями 2 и зубчатыми рейками 3, ползун 4 с контактными поверхностями 5 и зубчатыми рейками 6. Между контактными поверхностями 2 и 5 соответственно кулисы 1 и ползуна 4 установлены катки 7 с синхронизирующими шестернями 8, зацепленными с зубчатыми рейками 3 и 6.
Во время сборки механизма ползун 4 располагают сбоку от паза кулисы 1. К поверхности кулисы 1 в направлении ползуна 4 приставляют фальшрейку 9, зубья которой являются продолжением реек 3 кулисы 1 с сохранением шага зубьев по всей суммарной длине обеих реек 3 и 9. К поверхности ползуна 4 в направлении кулисы 1 приставляют фальшрейку 10, зубья которой являются продолжением реек 6. Между фальшрейками 9 и 10, то есть вне кулисы 1 и ползуна 4, устанавливают катки 7 с зацеплением их шестерен 8 с фальшрейками 9 и 10 на заданном расстоянии между ними. Затем перемещают ползун 4 вместе с фальшрейками 10 навстречу пазу кулисы 1. При таком перемещении катки 7 вкатываются в зацепление реек 3 и 6, зубья которых с усилием (при заданном заранее натяге) через шестерни 8 заставляют катки 7 вкатиться между контактными поверхностями 2 и 5.
Предварительный натяг в сопряжении кулисы 1 и ползуна 4 создают за счет выполнения расстояния между контактными поверхностями 2 кулисы 1, меньшим, чем сумма размера между контактными поверхностями 5 ползуна 4 и двух диаметров катков 7.
Для облегчения процесса вкатывания кулису 1 можно растягивать для кратковременного увеличения расстояния между контактными поверхностями 2, например, с помощью механических средств (упругое деформирование) или с помощью нагрева кулисы 1. После вкатывания катков 7 в зазор между контактными поверхностями 2 и 5 механическое или термическое воздействие с кулисы 1 снимают, возвращая ее в состояние натяга.
Следует при этом отметить, что натяг в кулисном механизме с трением скольжения недопустим, в отличие от описываемого механизма.
Предварительный натяг необходим в механизмах, использующихся в машинах, работающих в экстремальных условиях, например при максимальных механических и термических нагрузках, например в форсированных двигателях внутреннего сгорания. Так, во время работы машины с кулисным механизмом при повышенных частотах вращения вала инерционные силы стремятся растянуть кулису 1 с увеличением расстояния между ее контактными поверхностями 2. Появление люфта между катками 7 и контактными поверхностями 2 и 5 приведет к возникновению ударных нагрузок в сопряжениях и угловому люфту ползуна 4 относительно контактных поверхностей 2 кулисы 1. Возможно появление проблем в зацеплениях реек 3 и 6 с шестернями 8 вплоть до выхода их из зацепления и последующего проскальзывания катков 7 с поломкой зубьев. Поэтому предварительный натяг обеспечивает надежную работу механизма в широком диапазоне нагрузок при высоком ресурсе.
Таким образом, описанное изобретение позволяет обеспечить высокую надежность и ресурс механизма с элементами качения при несложной его конструкции, имеющей при этом минимальную массу, что существенно для форсированных двигателей внутреннего сгорания с кулисным механизмом преобразования движения поршней во вращение вала.