Головна

Тема 3.10. Загальні відомості про деякі механізми.

  1. HTML: Загальні відомості.
  2. I. Загальні положення
  3. I. Загальні положення
  4. I. Загальні положення
  5. I. Загальні положення
  6. I. Загальні положення
  7. I. Загальні положення

3.10.1. Основні визначення складових частин механізмів.

3.10.2. Класифікація кінематичних пар.

3.10.3. Важільні механізми зворотно - поступального і коливального руху.

3.10.4. Кулачкові механізми.

3.10.5. Мальтійські механізми.

3.10.6. Храпові механізми.

 В курсі деталі машин замість терміна «тіло», що використовується в теоретичній механіці, прийнятий термін «Ланка». Ланки в залежності від виду їх матеріалів можуть бути тверді і гнучкі.

твердим ланкоюназивається деталь або сукупність деталей механізму, з'єднаних між собою нерухомо. гнучкі ланки(Ланцюга, ролики, троси та ін.) Відрізняються зміною своєї форми внаслідок відносної нерухомості їх частин або частинок. Ланки можуть складатися з однієї або кількох жорстко пов'язаних між собою деталей. Рухомі деталі або групи деталей, що утворюють одну жорстку нерухому систему, називають рухливими ланками.

Механізм ігловодітеля швейної машини складається з чотирьох ланок. ланка 1, Яке може здійснювати обертання на повний оборот, називають кривошипом; ланка 2,вчиняє складний рух, - шатуном; ланка 3(Голка, яка переміщається поступально) - повзуном. Нерухоме ланка (корпусні деталь машини) 4називається стійкою. Розглянутий механізм називають кривошипно-шатунним. Це - найпоширеніший чотириланкова механізм, який застосовується в сучасній техніці.

Незалежно від форми конструкцій кінематична схема кривошипно-шатунних механізмів зображується однаково. Визначеність руху механізму забезпечується послідовним з'єднанням ланок в кінематичні пари, а кінематичних пар - в ланцюзі.

З'єднання двох дотичних ланок, що допускає їх відносний рух, утворює кінематичну пару. Відносний рух ланок може бути обертальним і поступальним. Так, кривошип 1і шатун 2утворюють кінематичну пару з обертовим рухом; повзун 3і стійка 4- Пару з поступальним рухом.

ланки, До яких включені сили, що призводять механізми в рух, називають провідними; ланки, які отримують рух, для виконання якого призначений механізм, називають веденими. Іноді ведені ланки називають робочими або виконавчими. У розглянутому прикладі повзун 3і шатун 2становлять провідну ланку, а кривошип 1, Жорстко з'єднаний з валом - ведене (робоче) ланка.

Поверхні, лінії, точки ланки, за якими воно може стикатися з іншою ланкою кінематичної пари, називаються елементами ланкикінематичної пари.

Якщо елементи ланок механізму рухаються паралельно однією нерухомою площині, то механізм називають плоскім.Механізм називають просторовим,якщо точки його ланок описують неплоскі траєкторії або траєкторії, що лежать в пересічних площинах. У цьому курсі розглядаються в основному плоскі механізми.

 3.10.2. Кінематичні пари відрізняються наступними ознаками: числом найпростіших відносних рухів, яких ланки позбавляються при з'єднанні їх в кінематичні пари; видом елементів кінематичних пар; властивість оборотності; видом відносного руху ланок.

Будь-яке переміщення вільного тіла в просторі можна розглядати як сукупність шести незалежних один від одного рухів: трьох поступальних рухів паралельно осях координат x, y, zі трьох обертальних рухів щодо осей, паралельних осях x, y, z.

Припустимо, що дві ланки з'єднані нерухомо і утворюють кінематичну пару. У цьому випадку ці ланки вже не можна вважати вільними, так як їх з'єднання накладає певні умови зв'язку. Залежно від виду з'єднання одна з ланок зможе здійснювати одне, два, три, чотири або п'ять рухів щодо іншої ланки з шести рухів, перерахованих вище. Ця ж обставина можна сформулювати так: з жердини можливих рухів одного з ланок кінематичної пари щодо іншої ланки цієї ж пари обов'язково буде виключено п'ять, чотири, три, два чи один рух. Відповідно до викладеного І. І. Артоболевский розділяє кінематичні пари на п'ять класів, Причому клас пари визначається кількістю відібраних свобод (кількістю втрачених найпростіших відносних рухів ланок кінематичної пари). Якщо залишилася знищеної одна ступінь свободи, то пару відносять до I роду, при двох, що залишилися ступенях свободи - до II роду і т. Д. У подальшому на схемах і таблицях рід (клас) кінематичної пари позначається римськими цифрами I, II і т. д.

 У таблиці 1 наведені приклади кінематичних пар всіх п'яти класів, прямими або круговими стрілками показані можливі переміщення, які зберігаються ланками після утворення пари. У сучасних механізмах застосовують переважно кінематичні пари III, IV, V класів. При вивченні механізмів, користуючись умовними зображеннями найбільш поширених кінематичних пар, їх представляють на кресленні у вигляді структурної кінематичної схеми. структурною схемоюмеханізму називається графічне зображення механізму, що дозволяє встановити кількість його ланок, види кінематичних пар і їх взаємне розташування. Кінематична схемамеханізму відрізняється від структурної тим, що в ній зазначені розміри, необхідні для кінематичного розрахунку механізму. Таким чином, щоб виконати кінематичне і силове дослідження механізму, необхідно скласти його кінематичну схему.

Залежно від виду елементів кінематичних пар розрізняють: нижчікінематичні пари, елементами яких є поверхні, і вищі, елементами яких є точки або лінії. Нижчими кінематичними парами є: гвинтова, обертальна, поступальна, кульова.

Так як ланки нижчих кінематичних пар стикаються з поверхні, то питомий тиск в них менше, ніж у вищих. Тому нижчі пари менше, ніж вищі, схильні до зносу і дозволяють, при інших рівних умовах, передавати значні навантаження від однієї ланки до іншого. Здатність навантаження вищих кінематичних пар порівняно невелика, оскільки зусилля в ній передаються через малі контактні площадки, що виникають в місцях зіткнення ланок під впливом навантажень. Однак ці пари виявляються більш раціональними щодо втрат потужності на подолання тертя з огляду на те, що тертя ковзання в них повністю або частково можна замінити тертям кочення.

В цілому вищі кінематичні пари дозволяють отримувати більш різноманітні закони руху їх ланок, ніж нижчі.

Кінематичні пари за своїми властивостями діляться на оборотні и незворотні. Властивість оборотності полягає в тому, що при закріпленні будь-якого з ланок, що утворюють кінематичну пару; вид траєкторії, описуваної точкою іншої ланки, не змінюється. Розглянемо кінематичну пару, що складається з гвинта і гайки. Нехай в цій парі нерухомим ланкою є гвинт, а рухомим гайка. Траєкторія будь-якої точки при русі гайки буде описувати кручені лінію. Тепер звернемо рух, т. Е. Зробимо рухомим гвинт, а нерухомим - гайку. І в цьому випадку будь-яка точка гвинта також буде описувати кручені лінію. Аналогічними, властивостями володіє і поступальна кінематична пара.

3.10.3. Для систематизованого вивчення всього різноманіття механізмів, використовуваних в сучасних машинах і приладах, звернемося до так званої практичної класифікації, яка в загальних рисах враховує, основні кінематичні властивості і конструктивні особливості механізмів, а в деяких випадках і їх функціональне призначення.

Відповідно до цієї класифікації механізми можна розділити на п'ять основних видів:

· Важільні;

· Кулачкові;

· Фрикційні;

· З зачепленням (зубчасті, гвинтові, черв'ячні);

· З гнучкими ланками.

· Складові або комбіновані механізми, що представляють собою ті чи інші поєднання механізмів зазначених вище п'яти видів.

У попередніх темах цього розділу досить докладно викладені відомості про фрикційних, зубчастих, гвинтових і черв'ячних механізмах, а також механізми з гнучкими ланками. Нижче зупинимося на важільних, кулачкових і деяких комбінованих механізмах.

серед важільних механізмів зворотно-поступального і коливального руху значного поширення набули плоскі кривошипно-шатунні и кривошипно-кулісні механізми.

 На рис. 3.10.3 показані схеми двох різновидів кривошипно-шатунних механізмів:

А) крівоішпно-повзунимеханізм,перетворює обертальний руху ланки 1в зворотно-поступальний рух ланки 3 або навпаки ( 1 - кривошип; 3- Повзун); для зменшення тиску на направляючу лінію руху повзуна зміщують так, щоб вона не проходила через центр обертання кривошипа.

Б) кривошипно коромисло механізм, що перетворює обертальний рух кривошипа 1в зворотно-обертальний рух ланки 3або навпаки. хитається ланка 3називають коромисломілі балансиром.

 Кривошипно-коромислові механізми, як і кривошипно-ползунниє, знаходять досить широке застосування в техніці. На рис. 3.10.4 представлений кривошипно коромисла підйомно-хитного столу листопрокатного стану. Цей механізм складається з чотирьох ланок, які з'єднані шарнірно. Обертальний рух кривошипа 1 перетворюється на вращательно-зворотний рух ланки 3,виконує функцію дотичного столу. На відміну від ланки 1ланка 3не може здійснювати обертання на повний оборот і називається коромислом. ланка 2- Шатуном, 4- Стійкою.

Механізм, виконаний за схемою рис. 3.10.3. Б, називають шарнірним чотирьох-звенніком.Его різновидами є кривошипно-куліснімеханізми, представлені на рис. 3.10.5. ланка 3цих механізмів, що представляє собою рухливу напрямну для ланки 2, називають кулісою, а ланка 2 - кулісним каменем.

 Якщо в кривошипно-кулісні механізму (рис, 3.10.5, А) довжина стійки  більше довжини кривошипа , то обертальний рух кривошипа 1 перетвориться в зворотно-обертальний рух куліси 3. Механізм з обертається кулісою (ріс.3.10.5, Б) виходить в тому випадку, якщо . У цьому механізмі при рівномірному обертанні кривошипа 1 куліса 3обертається зі змінною кутовою швидкістю. Для того щоб ланка 1було кривошипом, тобто могло зробити повний оборот навколо центру обертання, довжини ланок механізму повинні відповідати певним умовам. На рис. 3.10.5, В показаний кривошипно-кулісні механізм з поступально рухається кулісою 3.Провідною ланкою в шарнірному четирехзвенніке може бути будь-яке його рухливе ланка (в залежності від призначення).

Чотириланкова важільні (шарнірні) механізми широко застосовують, коли потрібно здійснити безперервне обертання або зворотно-обертальний рух веденого ланки. Ці, механізми зустрічаються в поперечно-стругальних і довбальних верстатах, поліграфічних та текстильних машинах, гойдаються конвеєрах і каменедробарках, летючих ножицях прокатних станів, мёханізмах муфт зчеплення автомобілів і тракторів і багатьох приладах.

3.10.4. кулачковий механізмявляє собою механізм, вища пара якого утворена ланками, званими - кулачок і голкатель. Вони розрізняються формою своїх елементів.

Мал. 3.110.

Форма елемента штовхача може бути прийнята довільної, а форму елемента кулачка вибирають такий, щоб при заданому елементі штовхача, забезпечити необхідний закон руху веденої ланки.

Кулачкові механізми знаходять широке застосування, особливо в приладах і машинах автоматичної дії. Вони призначені для перетворення обертального або зворотно-поступального руху ведучого ланки в зворотно-поступальний або зворотно-обертальний рух веденого ланки з зупинками останнього заданої тривалості.

 У найбільш простому конструктивному виконанні кулачковий механізм складається з трьох ланок, які утворюють між собою дві нижчі кінематичні пари V класу і одну вищу - IV класу.

Провідною ланкою механізму, як правило, є кулачок 1. Залежно від виду руху ланка 2називається або штовхачем, якщо воно здійснює зворотно-поступальний рух (рис. 3.10.6, А, Б, Г), або коромислом, якщо його рух зворотно-щащательное (рис. 3.10.6, В) .Кулачковий механізм, вісь руху штовхача якого проходить через центр обертання кулачка, називають центральним (Рис. 3.10.6, А), в іншому випадку - Позацентрено (рис. 3.10.6, Г) .Введеніе ексцентриситету призводить, за інших рівних умов, до зниження бічного тиску штовхача на напрямні і до зменшення розмірів механізму. У більшості кулачкових механізмів силове замикання вищої пари здійснюється за допомогою пружини 5 (Рис. 3.10.7, А), притискає штовхач до кулачка. Рідше зустрічаються механізми з геометрично замкнутими вищими парами, наприклад, з пазовим кулачком (рис. 3.10.7, Б і 3.10.8). Кулачковий механізм може бути одноразового дії (див. Рис. 3.10.7, Б) і багаторазового, владності дворазового дії (рис. 3.10.7, А) .В останньому випадку за час одного обороту кулачка штовхач робить два повних ходу.

 У техніці знаходять застосування також просторові кулачкові механізми. Наприклад, в механізмі, показаному на рис. 3.10.8, А, обертальний рух кулачка перетворюється в зворотно-обертальний рух коромисла, причому осі зазначених ланок є перехресні прямі. На рис. 3.10.8, Бпоказан просторовий кулачковий механізм з двома штовхачами. Однопазовий кулачок 9, обертаючись, передає зворотно-поступальний рух штовхачів 4 і 6 в протилежних напрямках. повзуни штовхачів 2и 8розташовані в протилежних напрямних 3и 7 і з'єднані з кулачком за допомогою роликів 1и5.

 Використовуються кулачкові механізми з різними комбінаціями варіантів кулачка і штовхача. Закон руху штовхача залежить виключно від форми елементів кулачка і штовхача (ролика). Відповідний підбір форми елемента кулачка дозволяє реалізувати практично майже будь-який необхідний закон руху веденої ланки або об'єкта (штовхача) .Це основна перевага кулачкових механізмів дозволяє дуже широко використовувати їх в розподільних пристроях верстатів і їх оснащення, багатопозиційних автоматах , по обробці металів, двигуна внутрішнього згоряння, муфтах спеціального призначення та інших виробах машино- і приладобудування.

Сучасні механічні машини мають досить складні розгалужені кінематичні ланцюги. Однак в більшості випадків вони утворюються шляхом паралельного або послідовного з'єднання найпростіших ланцюгів. Так, наприклад, на рис. 3.10.9 представлена ??структурна схема кривошипно-ползунного механізму і клапанного розподілу одноциліндрового дизеля. Тут розподільний вал з кулачками 4и 4 'пов'язаний з головним кривошипним валом особливої ??передачею, що забезпечує  . Тому кожному положенню головного валу відповідає цілком певне положення клапанів 5 и 5 ', Керуючих надходженням горючої суміші і продувкою циліндра. Повний цикл здійснюється за два обороти головного кривошипа 1.

 3.10.5. мальтійські механізмиперетворять безперервне обертання ведучого ланки в переривчасте - веденого. Простежимо за роботою мальтійського механізму на прикладі рис. 3.10.10, А. кривошип 1з цівкою Вздійснює безперервне обертальний рух. При цьому цівка Вбез удару входить в радіальний паз хреста 2і повертає його на кут ( - Число пазів хреста). За один оборот веденого вала хрест 2чотири рази повертається на 1/4 обороту і 4 рази зупиняється.

 На рис. 3.10.10, Б - мальтійський механізм, що складається з ведучого диска 2з двома цівками 3і четирехпазовой зірочкою 1. Час спокою і руху - однакове. На рис. 3.10.10, В- восьми-прорізний мальтійський хрест. ведучий диск 1за один оборот повертає хрест 2на кут .

3.10.6. храпові механізми(Рис. 3.10.11) служать для перетворення зворотно-обертального руху в переривистий обертальний рух одного напрямку.

На рис. 3.10.11, Аведущее коромисло 1з собачкою 2поступово повертає храпове колесо 3. собачка 4не дає колесу обертатися у зворотний бік. Вища пара тут утворена собачкою 2і храповим колесом 5.

На рис. 3.10.11, Б представлений механізм хропіння для автоматичної зупинки. На відомому валу 7 заклинило храпове колесо 5, А на втулку 8, вільно обертається щодо валу, посаджено допоміжне храпове колесо 4, виготовлене як одне целее зі щитком 2, перекриває три зуба колеса 5. За допомогою важеля 5 наводяться в рух собачки 1и 6. Зупинка храпового колеса 5, А отже, і вала 7 відбувається на час перекриття щитком зубів колеса 5. Рух буде відновлено після того, як собачка 6перемістить допоміжне храпове колесо 4за межі області зачеплення собачки 1 з колесом 5.

На рис. 3.10.11,В зображений механізм хропіння ручного рейкового преса. На ведучому валу заклинений важіль 1, Що несе вісь собачки 5, І палець 2, на який насаджена рукоятка 4, забезпечена  -образним пазом, що охоплює закріплений в станині палець 3. Передача руху від рукоятки на ведений вал 6виходить двоступеневої, з великим передавальним відношенням. рукоятка 4, спираючись на палець 3, передає зусилля через палець 2на кінець важеля 1, впливає через механізм хропіння на ведений вал.

Мальтійські і храпові механізми широко застосовуються у верстатах, приладах та інших пристроях.

 



Попередня   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   Наступна

Для заіеток. | Тема 3.2. Загальні відомості про механічної передачі. | Завдання. | Тема 3.3. Фрикційна передача. | Завдання. | Тема 3.4. пасової передачі | Тема 3.5. зубчасті передачі | Сили, що діють в зачепленні. | Тема 3.6. черв'ячні передачі | Тема 3.8. ПЕРЕДАЧА ВИНТ-ГАЙКА |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати