А най-скъпият е методът с кулачка. Недостатъци на гърбичните механизми. Избор на закона за движение на гърбичния тласкач

Първият етап на проектиране е да се определи позицията на центъра на въртене на гърбицата по отношение на траекторията на точка В на тласкача; В същото време се определя стойността на началния радиус на гърбицата, при която най-големият ъгъл на натиск в гърбичния механизъм не надвишава допустимата стойност m. Вторият етап на проектиране е изграждането на профила на централната гърбица и след това градивната.

Споделете работата си в социалните мрежи

Ако тази работа не ви подхожда, в долната част на страницата има списък с подобни произведения. Можете също да използвате бутона за търсене

Лекция 2 3.

Дизайн гърбични механизми.

Проектиране на гърбичен механизъм с линейно движещ се ролков следващ механизъм.

Гърбичният механизъм е проектиран да движи тласкача по определен закон, който е определен по време на проектирането. Първият етап на проектиране е да се определи позицията на центъра на въртене на гърбицата по отношение на траекторията на точката IN тласкач; едновременно определяне на стойността на началния радиус на гърбицата, при който най-големият ъгъл на натиск в гърбичния механизъм не надвишава допустимата стойност, т.е. е изпълнено задължителното проектно условие: . Вторият етап на проектиране е изграждането на гърбичния профил (централен и след това конструктивен).

Изходните данни за проектирането са:

схематична диаграма на гърбичния механизъм (фиг. 21.3, V );
закон за промяна на скоростта на тласкача 2 в зависимост от ъгъла на завъртане на гърбицата 1 (вижте снимка .23.1, a);
максимален ход на тласкача h (неговият ход);
ъглова скорост на гърбицата 1 и неговата работна посока се допуска възможността за реверс на гърбицата, т.е. промяна на посоката на въртене, например при ремонт или настройка на машина;
пълен фазов ъгъл на въртене на гърбицата, равен на ъгъла на работния профил на гърбицата (виж фиг. 23.1, b, c);
допустим ъгъл на натиск;
извън оста (ексцентричност)д е посочено по причини, свързани с дизайна (но може да не е посочено).

Построяване на графика на движението на тласкача.

Отправната точка за проектиране е графиката (), която при дадено условие () може да се разглежда по два начина: или като зависимост () от ъгъла на въртене, или като графика, тъй като (вижте фиг. 23.1,А)

Графика на движение на тласкача (вижте Фиг. 23.1, b ) се конструират чрез графично интегриране на дадена зависимост от или. Мащабите по осите на графиките се изчисляват по формулите, mm/rad; mm/s; Ммм; mm/(ms-1 ), mm/(mrad -1 ), в който до - интеграционен сегмент, - максимална ордината на графиката на преместване, b - основа на графиката, - пълен фазов ъгъл в градуси. На фиг. 23.1, b Маркират се фазовите ъгли на въртене на гърбицата в работната посока на нейното въртене (обратно на часовниковата стрелка): ъгълът на изтегляне, ъгълът на отдалечаване и ъгълът на приближаване. В случай на обръщане на гърбицата, ъгълът става ъгъл на отстраняване; когато гърбицата се завърти под този ъгъл, тласкачът се отдалечава от центъра на своето въртене с количеството на ходач.

Конструкция на областта на допустимото местоположение на центъра на въртене на гърбицата.

Първият етап на проектиране - определяне на местоположението на центъра на въртене на гърбицата и радиуса - започва с начертаване на графика в избрания мащаб, mm/m (вижте фиг. 23.1,Ж ). Тъй като в разглеждания механизъм (виж фиг. 23.1, V ) точкова траектория IN праволинейни, тогава сегментите са разположени в права линия - по оста (вижте фиг. 23.1,Ж ) от началото (от началната позиция на точката), използвайки графика. Стойностите на сегментите на трансферната функция се определят с помощта на една от формулите:

(23.1)

тук мащабът е същият , като за изчисляване на сегменти на преместване.

Ако схемата на разглеждания механизъм предвижда силово затваряне на по-високата кинематична двойка, тогава условието трябва да бъде изпълнено само във фазата на отстраняване (виж лекция 22). Следователно изчисленията по формула (23.1) и съответните конструкции се извършват само за тази фаза, т.е. за позиции от 0 до 5 (вижте фазовия ъгъл на фиг. 23.1, b ); докато сте в позиции 0 и 5 (вижте Фиг. 23.1,А ) И. Сегменти от предавателната функция са положени перпендикулярно на траекторията на точкатаб (перпендикулярно на оста) в съответствие с правилото за тяхната конструкция, т.е. вляво от траекторията на точката B (виж Фиг. 23.1, d ), тъй като векторът на скоростта по време на фазата на отстраняване на тласкача (нагоре), завъртян на 90° по посока на ъгловата скорост (обратно на часовниковата стрелка), показва тази посока. Кривата е графика за фазата на отстраняване в работната посока на въртене на гърбицата.

За да се изпълни условието, от крайните точки и построената графика се изчертават два гранични лъча: под ъгъл спрямо продължението на траекторията на точката IN и под ъгъл спрямо права линия, перпендикулярна на сегмента (т.е. успоредна на скоростта). Ако изберете центъра на въртене на гърбицата в областтааз образувани от тези лъчи под пресечната точка (например в точка), тогава, когато гърбицата се върти обратно на часовниковата стрелка, ъгълът на натиск в позиции 0...5няма да превишава приемлива стойност. Това означава, че областтааз е областта на допустимото местоположение на центъра на въртене на гърбицата, но само в работната посока на нейната ъглова скорост (обратно на часовниковата стрелка). Ако центърът на въртене на гърбицата е избран извън тази област, например в точка, тогава за някои позиции на тласкача ъгълът на натиск ще надвишава допустимия; например, за позицията на точка, ъгълът на натиск, според свойството на сегмента на трансферната функция, е равен на това, което е по-голямо (виж Фиг. 23.1, G ).

За да се осигури възможност за изпълнение на условието и при реверс на гърбицата (въртенето й в обратна посока - по часовниковата стрелка), когато отстраняването на тласкача съответства на ъгъла от позиция 8 до позиция 6 (виж фиг. 23.1). , b ), начертайте дясната страна на графиката. Тук (вижте фиг. 23.1,Ж ) сегментът се изчертава вдясно от траекторията на точкатаб също в съответствие с вече известното правило: векторът на скоростта на тласкача, когато се отдалечи (нагоре), условно завъртян на 90 ° в посоката на въртене на гърбицата, е насочен надясно. Граничен лъч, изтеглен от точка под ъгъл към линия, перпендикулярна на сегмент, се пресича с лъч, изтеглен по-рано от точка. Тези гранични лъчи не трябва да пресичат графиката, те само я докосват, в противен случай за някои позиции на механизма условието няма да бъде изпълнено.

Регион II (виж Фиг. 23.1, d ), образуван от граничните лъчи под точката на тяхното пресичане, е областта на допустимото местоположение на центъра на въртене на гърбицата в обратен режим. Ако центърът на въртене на гърбицата се намира в тази област, тогава в двете посоки на въртене на гърбицата във всяка позиция на тласкачаще бъде направено предпоставка за проектиране на права линия, тъй като ъгълът между правата линия, свързваща този център с която и да е точка на графиката, и перпендикуляра на сегмента винаги е по-малък от допустимияро , може да бъде равен на него, ако центърът е на граничния лъч).

Избор на позицията на центъра на въртене на гърбицата,

определяне на неговия начален радиус.

В случай, че е необходимо да се проектира реверсивен гърбичен механизъм с минимални размери, центърът на въртене на гърбицата се избира в точката на пресичане на граничните лъчи (виж фиг. 23.1,Ж ). В този случай разстоянието от до началната позиция на точкатаб тласкачът ще определи по скала стойността на началния радиус на централния профил на гърбицата: . Тласкачът в този случай е извън ос с ляв ексцентрицитет, което е показано на фиг. 23.1,Ж изобразен с отсечка

Ако е проектиран механизъм с централен тласкач (), тогава центърът на въртене на гърбицата се задава по продължение на траекторията на точката IN така че оста на тласкача (виж фиг. 23.1, V ) премина през този център. Избор на център на въртене в точка (вижте Фиг. 23.1,Ж ) дава минималната стойност на началния радиус на гърбицата за механизъм с централен тласкач: .

Според фиг. 23.1, V , се изисква да се проектира механизъм с десен ексцентрицитет, чиято стойност се определя от конструктивни съображения. В този случай центърът на въртене на гърбицата се избира в допустимата област на правата линия AC , успоредна на оста на тласкача и отдалечена от нея на разстояние. Минималният начален радиус на централния профил се получава чрез задаване на центъра O (вижте Фиг. 23.1, d ) на граничния лъч; Тогава. Ако намерената стойност на първоначалния радиус (и или) е недостатъчна, за да осигури здравината на връзките на гърбичния механизъм, тогава центърът на въртене на гърбицата се задава по-нататък от началната точка, като същевременно се поддържа определената стойност извън оста.

На фиг. 23.1, d дадени са графики на промените в ъглите на натиск в три гърбични механизма (за трите разгледани варианта за избор на центъра на въртене на гърбицата): графики и за механизми с центрове на въртене на гърбиците, съответно в точки и 0 . Ъглите на натиск за всяка позиция на механизма се намират според свойството на сегмента на трансферната функция, разгледано в Лекция 22. Например за механизъм с център на въртене на гърбицата в точката 0 ъгъл в позиция 3 (виж Фиг. 23.1,Ж ), намерен като ъгъл между правата линия, свързваща центъра 0 с края на сегмента на трансферната функция и права линия, успоредна на посоката на скоростта на тласкача, т.е. . Ако центърът на въртене на гърбицата беше разположен на права линия AC под точка 0 (по-нататък от точката), тогава ъгълът на натиск в позиция 3 ще бъде по-малък от, т.е. увеличаването на първоначалния радиус би намалило ъгъла на натиск. Подобно заключение беше направено по-рано при анализа на формула 22.4.

Ориз. 23.1

Ориз. 23.2

Изграждане на центъра и структурните профили на гърбицата.

Изходните данни за изпълнение на втория етап от проектирането на гърбичен механизъм с праволинейно движещ се тласкач - за конструиране на профила на гърбицата са:а) графика на движение на точка IN тласкач (виж фиг. 23.1,б и 23.2, а), б) начален радиус на гърбицата, намерен от условието, като се вземат предвид проектните изисквания (виж фиг. 23.1, d), c) ексцентричност e тласкач; в разглеждания пример - правилно, но може да се постави и на нула.

За конструиране на централния профил на гърбицата се използва методът на обръщане на движението: условно целият механизъм се върти около ос 0 гърбица с ъглова скорост (), равна по абсолютна стойност на ъгловата скорост на гърбицатааз , но насочен обратно на него. В същото време ексцентрикът спира и стойката 3, преди това неподвижна (), започва да се върти (вижте фиг. 23.2, b ) и при обратно движение има ъглова скорост. По време на това въртене оста MN тласкач 2, монтиран в водачите на стелажа с ексцентрицитетд , се върти заедно със стойката по посока на часовниковата стрелка на ъгли, равни по абсолютна стойност на ъгъла на въртене на гърбицата при нейното директно (т.е. истинско) движение. Ъгъл на завъртане на остаМН:

(23.2)

MN ос оставайки на постоянно разстояние e от центъра 0 (по този начин оста винаги докосва окръжността на радиусад ). Уравнение (23.2) се нарича уравнение за обръщане на движението.

Конструкцията започва с произволен избор на точка върху окръжност с радиус (виж фиг. 23.2, V ), през която е начертана оста на тласкача, допираща се отдясно (тъй като ексцентрицитетът е зададен вдясно) на окръжност с радиус. Тук мащабът на конструкцията, взет равен на (виж Фиг. 23.2,А ). Това определя началната позиция на тласкача 2 с центъра на неговата ролка в точката. Освен това, съгласно (23.2), оста MN тласкачът се завърта в посока на обратното движение на стойката под ъгли, равни по абсолютна стойност на ъглите на въртене на гърбицата (виж фиг. 23.2,А ). За да се опрости конструкцията на ъгли и др. отложени от права линия, маркиране на точки върху окръжността с радиус и др. (виж Фиг. 23.2, V ). През тези точки начертайте прави линии, допирателни към окръжността с радиус, които са позициите на оста MN тласкача по отношение на гърбицата. От точки и т.н. поставете сегментите; и т.н., представляващи движенията на точката IN тласкач в мащаба на чертежа (ординатите са взети от графиката на фиг. 23.2,А . Точките са позициите, които центърът трябва да заема IN следващата ролка по отношение на гърбицата; следователно, централния профил на гърбицата минава през тези точки (виж Фиг. 23.2, V ).

Структурният профил на гърбицата е на еднакво разстояние от централния; точките му са отдалечени от централния профил на разстояние, равно на радиуса на ролката 4. Структурният профил е конструиран като обвивка на кръгове с радиус, центровете на които са разположени върху централния профил на гърбицата (виж фиг. 23.2 , V ). Радиусът на ролката се задава по конструктивни причини, обикновено в диапазона; но винаги трябва да е по-малък от минималния радиус на кривина на централния профил. Началният радиус на конструктивния профил се определя като разликата: .

Дизайн на гърбичния механизъм

с тласкач на люлееща се ролка.

Изходните данни за проектиране на гърбичен механизъм с кобилица са: 1. Схематична диаграмагърбичен механизъм (вижте фиг. 23.3,А ); 2) закон за промяна на централната скорост IN тласкаща ролка 2 в зависимост от ъгъла на въртене на гърбицата I (виж Фиг. 23.1, а ); 3) дължина на тласкача 2 (виж фиг. 23.3,А); 4) път на точка B тласкача по дъгата му от едно крайно положение до друго (или максималния ъгъл на въртене на тласкача); 5) ъглова скорост на гърбицата и нейната посока (в този случай е разрешена възможността за обръщане на гърбицата); б) пълен фазов ъгъл на въртене на гърбицата: (виж фиг. 23.1, b и фиг. 23.3, инч ); 7) допустим ъгъл на натиск

Стъпките на проектиране на механизъм с люлеещ се тласкач са същите като при механизъм с праволинейно движещ се тласкач:аз ) определяне на основните размери на гърбичния механизъм, а именно началния радиус на гърбицата и центровото разстояние, при което е изпълнено задължителното проектно условие; 2) конструкция на гърбичния профил.

Определяне на основните размери на гърбичния механизъм.

За да се определи зоната на допустимото местоположение на центъра на въртене на гърбицата, се изгражда графика въз основа на траекторията на точката IN . Отправната точка за тази конструкция е тази, дадена на фиг. 23.1,А графика, която може да се разглежда или като графика на промените в скоростта на точка IN във времето или като графика на промените в трансферната функция на точковата скорост IN . Следователно графиката на стойностите на дъговите координати на точката IN тласкачът се изгражда чрез графично интегриране на зависимостта (виж фиг. 23.1,а, б ); скалите се изчисляват с помощта на формулите, дадени в Лекция 22.

Що се отнася до механизъм с праволинейно движещ се тласкач, при конструирането на графика всички линейни размери се оставят настранав същата скала (който на фиг. 23.3, b взети равни на фиг. 23.1, b ). Дължината на тласкача 2 на фиг. 23.3, b е представена чрез сегмент и трансферната функция на скоростта на точката IN - сегменти, изчислени по една от формулите (23.1).

От началната позиция по траекторията на точката IN в мащаб неговите дъгови координати са нанесени с помощта на графиката на фиг. 23.1 b ; например и т.н. (виж Фиг. 23.3, b ). Сегментите за фазата на отстраняване (позиции 0...5) се изграждат перпендикулярно на скоростта, т.е. по протежение на тласкача и, съгласно правилото за конструиране на тези сегменти (виж фиг. 22.2, V ), вляво от траекторията на точката IN тъй като работната посока на въртене на гърбицата е обратно на часовниковата стрелка. Графиката за фазата на отстраняване минава през крайните точки на сегментите на трансферната функция (виж Фиг. 23.3, b ). За да се изпълнят условията във фазата на отстраняване на тласкача от екстремните точки и получената графика, два гранични лъча се изчертават под ъгъл спрямо прави линии и перпендикулярно на тласкача, съответно в неговите позиции и (и следователно успоредни на посоката на скоростта в тези позиции на тласкача).

Ако изберете центъра на въртене на гърбицата в областтааз , образувани от граничните лъчи под тяхната пресечна точка (виж Фиг. 23.3, b ), тогава когато гърбицата се върти обратно на часовниковата стрелка, ъгълът на натиск няма да надвиши допустимата си стойност (). За да се осигури това и когато гърбицата е обърната (когато се върти по посока на часовниковата стрелка), когато тласкачът е отстранен във фаза (вижте Фиг. 23.3, b ), изградете дясната страна на графика 0, като използвате правилото за конструиране на сегментиВ Д. (виж Фиг. 22.2, d ). Граничен лъч, изтеглен от точка под ъгъл към права линия (перпендикулярна на сегмент), дава точка 0 пресичане с лъча, изтеглен от (фиг. 23.3, b ). Тези лъчи не трябва да пресичат графиката.

Ориз. 23.3

Регион II , образувани от граничните лъчи под тяхната пресечна точка (виж Фиг. 23.3, b ) - е областта на допустимото местоположение на центъра на въртене на гърбицата в режим на заден ход. Задаването на центъра на въртене на гърбицата в тази област гарантира, че изискваното проектно условие е изпълнено във всяка позиция на механизма.

Ако проектното условие е минималните размери на механизма, тогава центърът 0 въртенето на гърбицата се задава в точката на пресичане на лъчите, след което (вижте фиг. 23.3, b ). Ако централното разстояние е посочено, тогава центърът на въртене на гърбицата се избира върху дъга с радиус, например в точка; Тогава. В този случай центърът на въртене трябва задължително да е в рамките на региона II . Полученият първоначален радиус (или) трябва да бъде достатъчен, за да осигури здравината на гърбицата, нейния вал и ролка.

Съгласно свойството на сегмента на трансферната функция, ъгълът между правата линия, изтеглена от центъра на въртене 0 до всяка точка от графиката на права линия, перпендикулярна на сегмента и следователно успоредна на скоростта, равна на ъгъла на натиск ваз позиция на механизма (виж фиг. 22.2, c, d ). След като се определят ъглите на натиск в различни позиции, се изгражда графика, която показва, че е изпълнено условието за обратен режим на работа на гърбичния механизъм. (виж Фиг. 23.3,Ж)

Конструкция на гърбичния профил.

Първоначалните данни за изпълнение на втория етап на проектиране - конструиране на профил на гърбицата - е графика на дъговите координати на точката IN тласкач 2 (виж фиг. 23.3, V ), както и началния радиус на гърбицата и централното разстояние, намерени на първия етап (вижте Фиг. 23.3,б).

За да се конструира профил на гърбицата, се използва методът на обръщане на движението: за условно спиране на въртяща се гърбица (виж фиг. 23.3, а), целият механизъм се завърта около ос 0 с ъглова скорост, равна по абсолютна стойност на ъгловата скорост на гърбицата, но насочена срещу нея. Фиксирана стойка 3 при обратно движение получава ъглова скорост. При тази скорост сегментът, принадлежащ на стойката, условно се върти по расовата стрелка. Уравнението за обръщане на движението има формата:

(23.3)

При обратно движение точкатаСЪС описва кръг с радиус, където мащабът на конструкцията (виж Фиг. 23.3,д ). На този кръг, в произволна точка, маркирайте началната позиция на центъраСЪС завъртане на тласкача. Тогава, съгласно уравнение (23.3), сегментътоперационна система завъртете в посока на обратното движение на стойката под ъгли, равни по абсолютна стойност на ъглите на въртене на гърбицата, и маркирайте точки на траекториятаСЪС нейната позиция. За всяка от маркираните позиции се изчертават радиусни дъги и върху тях се нанасят дъгови координати от точки, разположени върху радиусната окръжност и т.н. точки IN тласкач. За тази цел използвайте графиката на фиг. 23.3, V . Точките, свързани с гладка крива, образуват централния профил на гърбицата (вижте Фиг. 23.3,д ). Изграждането на конструктивен профил, равноотстоящ на централния профил, се извършва подобно на конструкцията, извършена на фиг. 23.2, V .

Методът на проектиране, описан по-горе, се използва не само за гърбични механизми с ролков последовател, но и за механизми, в които тласкачът 2 е направен със заоблен край (виж фиг. 22.1, b ). Структурният профил на гърбицата в такъв механизъм също е на еднакво разстояние от централния, а неговите точки са отдалечени от централния профил на разстояние, равно на радиуса на кривината на закръгляването.

Контролни въпроси за лекции N 22 и N 23.

Какви са характеристиките на гърбичните механизми, които водят до широкото им използване в различни машини и устройства?
Какви са недостатъците на гърбичните механизми?
Начертайте диаграми на най-често срещаните равнинни и космически гърбични механизми.
Как се разделят гърбичните механизми според метода за замяна на най-високата двойка?
избройте основните фази на движение на тласкача на гърбичния механизъм и ъглите на въртене на гърбицата, които ги съставят?
Разкажете ни за основните етапи на синтеза на гърбични механизми
Какви закони на движение на тласкача е рационално да се прилагат при високоскоростни гърбични механизми и защо?
Как да се определи припокриването на центъра на въртене на гърбица в механизъм с транслационно движещ се тласкач при даден допустим ъгъл на натиск?
Как да се определи позицията на центъра на въртене на гърбицата при даден допустим ъгъл на натиск и централно разстояние в механизъм с търкалящ тласкач?
От какви съображения е избран радиусът на ролката на гърбичния механизъм?
Как да конструирам профил на стъпка (конструктивен) с помощта на теоретичния (централен) профил на гърбица?

Други подобни произведения, които може да ви заинтересуват.vshm>
1944.		Проектиране на плоски връзки	486,03 KB
	По-голямата част от шарнирните лостови механизми превръщат равномерното движение на задвижващата връзка в неравномерно движение на задвижваната връзка и принадлежат към механизми с нелинейна функция на позицията на задвижваната връзка. Първият етап от проектирането е изборът на кинематичната схема на механизма, която да осигури необходимия тип и закон на движение. Вторият етап включва разработване на дизайнерски форми на механизма, които да гарантират неговата здравина и издръжливост. Третият етап на проектиране е разработването на технологични и технически и икономически...
1958.		Проектиране на многорезбови планетарни механизми	89,38 KB
	Проектната задача в този случай също може да бъде разделена на структурен и кинематичен синтез на механизма. По време на структурния синтез структурната диаграма на механизма се определя по време на кинематичния брой на зъбните колела се определя, тъй като радиусите на зъбните колела са право пропорционални на броя на зъбите.За стандартните механизми първата задача се свежда до избора на схема от набор на стандартни схеми. След избора на схемата на механизма е необходимо да се определи комбинацията от броя на зъбите на неговите колела, която ще осигури изпълнението на техническото задание за скоростната кутия...
14528.		Прецизност на механизма	169,25 KB
	Освен това от голямо значение е точността на геометричните параметри: точността на размерите, взаимното разположение на повърхностите и грапавостта на повърхността. Взаимозаменяемостта е в основата на унификацията и стандартизацията, което позволява да се премахне прекомерното разнообразие от стандартни възли и части и да се установи минималният възможен брой стандартни размери на машинни части с високи експлоатационни характеристики. Възможно е да се осигури зададената точност на сглобяване, без да се повишава значително точността на производство на търкалящи тела и пръстени...
1946.		Динамика на механизмите	374,46 KB
	Проблеми на динамиката: Пряка задача на динамиката - анализ на силата на механизъм по даден закон на движение, определяне на силите, действащи върху неговите връзки, както и реакциите в кинематичните двойки на механизма. По време на движението на механизма на машинния агрегат се прилагат различни сили. Тези движещи сили са съпротивителни сили, понякога наричани полезни съпротивителни сили, гравитация, триене и много други сили. Чрез своето действие приложените сили придават на механизма един или друг закон на движение.
1950.		Балансиращи механизми	272 KB
	Това се дължи на факта, че центровете на масата на връзките в общия случай имат променлива величина и посока на ускорение. Следователно при проектирането на механизъм задачата е рационално да се изберат масите на връзките на механизма, за да се осигури пълно или частично елиминиране на зададените динамични натоварвания. В този случай всички други връзки ще се движат с ъглови ускорения и центровете на масата S1 S2 S3 ще имат линейни ускорения.3 Тъй като масата на системата от всички движещи се връзки е  mi 0, тогава ускорението на центъра на масата S на тази система трябва да е равно на...
1943.		Структурен синтез на механизми	360,1 KB
	Понастоящем, традиционно, изборът на структура на новоразработена машина се извършва или интуитивно въз основа на опита и квалификацията на разработчиците, или чрез наслояване на структурни групи. Структурен синтез на прости и сложни механизми с помощта на структурни групи. Най-често срещаният метод за създаване на механизми със затворени кинематични вериги в момента е методът за прикрепване на структурни групи или ccyp групи към елементарни механизми. Кинематични вериги с нулева подвижност спрямо външни...
6001.		Теория на механизмите и машините	1,52 MB
	Зависимостта на линейните координати във всяка точка на механизма от обобщената координата е линейна функция на позицията на дадена точка в проекциите върху съответните координатни оси. Първата производна на линейната функция на позицията на точка по отношение на обобщената координата, линейната трансферна функция на дадена точка в проекции върху съответните координатни оси понякога се нарича аналог на линейната скорост, общата скорост t. втора производна на линейната функция на позицията по отношение на обобщената...
13646.		Изследване на електромагнитни механизми	13,5 KB
	Целта на работата е експериментално изследване на статичните характеристики на сцепление на електромагнит при работа при постоянни и променлив токи изучаване на методи за електромагнитно усилване и забавяне на електромагнит с постоянен ток.
1945.		Кинематични характеристики на механизмите	542,36 KB
	Основната цел на механизма е да извършва необходимите движения. Кинематичните характеристики включват също тези характеристики, които не зависят от закона на движение на първоначалните връзки и се определят само от структурата на механизма и размерите на неговите връзки и в общия случай зависят от обобщените координати. Геометрични, базирани на анализ на векторни контури на кинематични вериги от механизми, представени в аналитична или графична форма; Метод за трансформиране на координатите на точки на механизъм, разрешим в матрица или...
11321.		КИНЕМАТИЧНО ИЗЧИСЛЯВАНЕ НА ЛОСТОВИ МЕХАНИЗМИ	2,97 MB
	Целите на курсовата работа са да се изучат основните методи за синтез на механизми, които позволяват на проектанта не само да намери параметрите на механизмите въз основа на дадени кинематични и динамични свойства, но и да определи техните оптимални комбинации, като вземе предвид много допълнителни условия.

Предимства на гърбичните механизми

Всички механизми с VKP са с малки връзки, поради което позволяват да се намалят размерите на машината като цяло.

Лекота на синтез и дизайн.

Механизмите с VCP по-точно възпроизвеждат трансферната функция.

Осигурете голямо разнообразие от закони на движение на изходната връзка.

Механизмите с VKP трябва да имат силово или геометрично затваряне.

Контактните сили в VCP са много по-големи, отколкото в NCP, което води до износване, т.е. 2 профила губят своята форма и в резултат на това основното си предимство.

Трудност при обработката на профила на гърбицата.

Невъзможност за работа при високи скорости и предаване на големи мощности.

Основни параметри на гърбичния механизъм

Профилът на гърбицата може да бъде съставен от дъги от две концентрични окръжности и криви, които преминават от една окръжност в друга.

Повечето гърбични механизми са циклични механизми с еднакъв период на цикъл. Когато гърбицата се върти, тласкачът прави възвратно-постъпателно или възвратно-постъпателно въртеливо движение със спиране в горно и долно положение. По този начин в цикъла на движение на тласкача най-общо могат да се разграничат четири фази: отдалечаване, далечно стоене (или стоене), приближаване и близко стоене. Според това ъглите на въртене на гърбицата или фазовите ъгли се разделят на:

Ъгъл на отстраняване (изкачване).

Ъгъл на далечна (горна) стойка

Ъгъл на подход (спускане)

Ъгъл на близка (долна) стойка.

Сумата от три ъгъла образува ъгъл, наречен работен ъгъл

В конкретни случаи може да липсват ъглите на горната и долната височина.

Гърбичката на механизма се характеризира с два профила:

Център (или теоретичен)

Конструктивен (или работещ).

Под градивенсе отнася за външния работен профил на гърбицата.

Теоретичен или центъре профил, който в координатната система на гърбицата описва центъра на ролката (или закръгляването на работния профил на тласкача), когато ролката се движи по протежение на структурния профил на гърбицата.

Фазанаречен ъгъл на завъртане на гърбицата.

Ъгъл на профиласе нарича ъглова координата на текущата работна точка на теоретичния профил, съответстваща на текущия фазов ъгъл. По принцип фазовият ъгъл не е равен на профилния ъгъл.

Движението на тласкача и ъгълът на завъртане на гърбицата се отчитат от началото на фазата на повдигане, т.е. от най-ниската позиция на центъра на ролката, разположена на разстояние от центъра на въртене на гърбицата. Това разстояние се нарича - начален радиусили радиуса на нулевата начална шайба и съвпада с минималния радиус вектор на профила на центъра на гърбицата.

Максималното изместване на изходната връзка се нарича тласкач.

Извънос на тласкача - ексцентрицитет - за гърбици с постъпателно движещ се тласкач.

Централно разстояние - разстоянието между центъра на въртене на гърбицата и фиксираната точка на кобилицата - за гърбици с тласкач на кобилицата.

Ъгълът на натиск е ъгълът между скоростта в точката на контакт и нормалата към профила (т.е. посоката на силата). Обикновено този ъгъл се обозначава или. И в една точка на контакт двата профила имат различен ъгъл на натиск.

Без да се отчита триенето, силата е насочена по общата нормала в точката на контакт на профилите. По този начин в гърбичния механизъм ъгълът на натиск е ъгълът между нормалния към центъра профил на гърбицата и скоростта на центъра на ролката.

Размерите на гърбичния механизъм се определят от кинематични, динамични и структурни условия.

Кинематични условия – осигуряващи възпроизвеждането на зададения закон на движение на тласкача.
Динамично – осигурява висока ефективност и без заглушаване.
Конструктивни – осигуряващи минимални размери на механизма, здравина и износоустойчивост.

Геометрична интерпретация на аналога на скоростта на тласкача

Гърбицата и тласкачът образуват VCP. Тласкачът се движи транслационно, следователно скоростта му е успоредна на водача. Гърбицата извършва въртеливо движение, поради което нейната скорост е насочена перпендикулярно на радиуса на въртене в текущата точка, а относителната скорост на плъзгане на профилите е насочена по обща допирателна към тях.

където a е полюсът на зацепване в VCP, който се намира в пресечната точка на нормалата към профилите в точката на контакт с линията на центровете. защото Тласкачът се движи постъпателно, тогава неговият център на въртене лежи в безкрайност, а линията на центровете минава перпендикулярно на скоростта през центъра на гърбицата.

Триъгълникът на скоростта и са подобни на триъгълници с взаимно перпендикулярни страни, т.е. отношението на съответните им страни е постоянно и равно на коефициента на подобие: , откъдето.

Тези. Аналогът на скоростта на тласкача е изобразен с сегмент, перпендикулярен на скоростта на тласкача, който е отрязан от права линия, успоредна на контактната нормала и минаваща през центъра на гърбицата.

Формулировка за синтез: Ако в продължението на лъча, изтеглен от центъра на ролката, перпендикулярен на скоростта на тласкача, се отдели сегмент от дължина от точката и през края на този сегмент се начертае права линия, успоредна на контактната нормала , тогава тази права линия ще минава през центъра на въртене на точката на задвижващата връзка (гърбица).

По този начин, за да се получи сегмент, изобразяващ аналог на скоростта на тласкача, векторът на скоростта на тласкача трябва да се завърти в посоката на въртене на гърбицата.

Влиянието на ъгъла на натиск върху работата на гърбичния механизъм

Намаляването на първоначалния радиус на гърбицата, при равни други условия, води до увеличаване на ъглите на натиск. С увеличаване на ъглите на натиск, силите, действащи върху връзките на механизма, се увеличават, ефективността на механизма намалява и възниква възможността за самоспиране (заклинване на механизма), т.е. никаква сила от задвижващата връзка (гърбица) не може да премести задвижваната връзка (тласкача) от мястото й. Следователно, за да се осигури надеждна работа на гърбичния механизъм, е необходимо да изберете основните му размери, така че ъгълът на натиск във всяка позиция да не надвишава определена допустима стойност.

При определяне на основните размери на гърбичния механизъм с ролков тласкач е достатъчно ъгълът на натиск във всяка от позициите на механизма да не надвишава; за гърбичен механизъм с прогресивно движещ се ролков тласкач е достатъчно налягането ъгъл в нито една от позициите на механизма не надвишава.

Синтез на гърбичния механизъм. Етапи на синтез

При синтезирането на гърбичен механизъм, както и при синтезирането на който и да е механизъм, се решават редица проблеми, от които два се разглеждат в курса TMM: избор блокова схемаи определяне на основните размери на връзките на механизма (включително профила на гърбицата).

Първият етап на синтеза е структурен.Блоковата схема определя броя на връзките на механизма; брой, тип и подвижност на кинематични двойки; брой излишни връзки и локална мобилност. По време на структурния синтез е необходимо да се обоснове въвеждането на всяка излишна връзка и локална мобилност в диаграмата на механизма. Определящите условия при избора на структурна схема са: зададеният тип трансформация на движението, разположението на осите на входните и изходните връзки. Входното движение в механизма се преобразува в изходно, например въртеливо във въртеливо, въртеливо в транслационно и т.н. Ако осите са успоредни, тогава се избира плоска схема на механизма. При пресичане или пресичане на оси е необходимо да се използва пространствена диаграма. При кинематичните механизми натоварванията са малки, така че могат да се използват тласкачи със заострен връх. В силовите механизми, за да се увеличи издръжливостта и да се намали износването, във веригата на механизма се въвежда ролка или се увеличава намаленият радиус на кривина на контактните повърхности на най-високата двойка.

Вторият етап на синтеза е метричен.На този етап се определят основните размери на връзките на механизма, които осигуряват дадения закон на трансформация на движението в механизма или дадена предавателна функция. Както беше отбелязано по-горе, трансферната функция е чисто геометрична характеристика на механизма и следователно проблемът с метричния синтез е чисто геометричен проблем, независим от времето или скоростите. Основните критерии, които ръководят дизайнера при решаване на проблемите на метричния синтез, са: минимизиране на размерите и, следователно, масата; минимизиране на ъгъла на налягане в горната пара; получаване на технологично усъвършенствана форма на профила на гърбицата.

Избор на радиуса на ролката (закръгляване на работната зона на тласкача)

При избора на радиуса на ролката се вземат предвид следните съображения:

Валякът е проста част, чиято обработка е проста (стругува се, след това се обработва термично и се шлифова). Следователно на повърхността му може да се осигури висока контактна якост. При гърбицата, поради сложната конфигурация на работната повърхност, това е по-трудно да се осигури. Следователно обикновено радиусът на ролката е по-малък от радиуса на първоначалната шайба на структурния профил и удовлетворява връзката, където е радиусът на първоначалната шайба на теоретичния профил на гърбицата. Спазването на това съотношение осигурява приблизително еднаква контактна якост както за гърбицата, така и за ролката. Ролката има по-голяма контактна якост, но тъй като нейният радиус е по-малък, тя се върти с по-висока скорост и работните точки на нейната повърхност участват в по-голям брой контакти.

Структурният профил на гърбицата не трябва да бъде заострен или отрязан. Следователно се налага ограничение върху избора на радиуса на ролката, където е минималният радиус на кривина на теоретичния профил на гърбицата.

Препоръчително е да изберете радиус на ролката от стандартен диапазон от диаметри в диапазона. Трябва да се има предвид, че увеличаването на радиуса на ролката увеличава размерите и теглото на тласкача, влошава динамичните характеристики на механизма (намалява естествената му честота). Намаляването на радиуса на ролката увеличава размерите на гърбицата и нейното тегло; Скоростта на въртене на ролката се увеличава, издръжливостта му намалява.

ЛЕКЦИЯ 17-18

L-17Резюме: Цел и обхват на гърбичните механизми, основни предимства и недостатъци. Класификация на гърбичните механизми. Основни параметри на гърбични механизми. Устройство на гърбичния механизъм. Циклограма на работата на гърбичния механизъм.

L-18 Резюме:Типични закони на движение на тласкача. Критерии за работа на механизма и ъгъл на натиск при предаване на движение в по-високата кинематична двойка. Постановка на проблема за метричния синтез. Етапи на синтез. Метричен синтез на гърбичен механизъм с прогресивно движещ се тласкач.

Контролни въпроси.

Гърбични механизми:

Кулачковнаречен механизъм с три връзки с по-висока кинематична двойка, входната връзка се нарича гърбица, а изходната връзка се нарича тласкач (или кобилица). Често, за да се замени триенето на плъзгане в по-високата двойка с триене при търкаляне и да се намали износването както на гърбицата, така и на тласкача, в конструкцията на механизма е включена допълнителна връзка - ролка и ротационна кинематична двойка. Подвижността в тази кинематична двойка не променя преносните функции на механизма и е локална подвижност.

Цел и обхват:

Гърбичните механизми са предназначени да преобразуват въртеливото или транслационното движение на гърбица в възвратно-постъпателно или възвратно-постъпателно движение на последовател. В същото време в механизъм с две подвижни връзки е възможно да се реализира трансформацията на движението според сложен закон. Важно предимствогърбичните механизми е способността да се осигури прецизно подравняване на изходната връзка. Това предимство определя широкото им използване в най-простите устройства за циклична автоматизация (разпределителен вал) и в механични изчислителни устройства (аритмометри, календарни механизми). Гърбичните механизми могат да бъдат разделени на две групи. Механизмите на първия осигуряват движението на тласкача според даден закон на движение. Механизмите от втората група осигуряват само определеното максимално движение на изходната връзка - хода на тласкача. В този случай законът, по който се извършва това движение, се избира от набор от стандартни закони на движение в зависимост от условията на работа и технологията на производство.

Класификация на гърбичните механизми:

Cam механизмите се класифицират според следните критерии:

по разположение на връзките в пространството

пространствен
апартамент

чрез движение на гърбицата

ротационен
прогресивен

чрез движението на изходната връзка

възвратно-постъпателен (с тласкач)
възвратно-постъпателно въртене (с кобилица)

според наличността на видео

с ролка
без ролка

по вида на гърбицата

диск (плосък)
цилиндрична

според формата на работната повърхност на изходната връзка

апартамент
посочи
цилиндрична
сферична

чрез метода на затваряне на елементите на най-високата двойка

мощност
геометричен

По време на принудително затваряне тласкачът се отстранява чрез действието на контактната повърхност на гърбицата върху тласкача (задвижващата връзка е гърбицата, задвижваната връзка е тласкачът). Движението на тласкача при приближаване се извършва поради еластичната сила на пружината или силата на тежестта на тласкача, докато гърбицата не е задвижващата връзка. При геометрично затваряне движението на тласкача при отдалечаване се осъществява от действието на външната работна повърхност на гърбицата върху тласкача, а при приближаване - от действието на вътрешната работна повърхност на гърбицата върху тласкача. И в двете фази на движение гърбицата е водещата връзка, тласкачът е задвижваната връзка.

Циклограма на работата на гърбичния механизъм

Ориз. 2

Повечето гърбични механизми са циклични механизми с период на цикъл, равен на 2p. В цикъла на движение на тласкача най-общо могат да се разграничат четири фази (фиг. 2): отстраняване от най-близкото (спрямо центъра на въртене на гърбицата) до най-отдалеченото положение, най-далечното положение (или стоене в най-отдалеченото положение) , връщане от най-далечна позиция в най-близък и най-близък стоеж (стоене в най-близка позиция). Според това ъглите на въртене на гърбицата или фазовите ъгли се разделят на:

ъгъл на отместване йг
далечен ъгъл на изправяне j d
ъгъл на връщане j в
близък ъгъл на изправено положение j b .

Количество φ y + φ d + φ vсе нарича работен ъгъл и се обозначава φ r.Следователно,

φ y + φ d + φ c = φ r.

Основни параметри на гърбичния механизъм

Гърбицата на механизма се характеризира с два профила: централен (или теоретичен) и конструктивен. Под градивенсе отнася за външния работен профил на гърбицата. Теоретичен или центъре профил, който в координатната система на гърбицата описва центъра на ролката (или закръгляването на работния профил на тласкача), когато ролката се движи по протежение на структурния профил на гърбицата. Фазовият ъгъл се нарича ъгъл на завъртане на гърбицата. Ъгъл на профила дие ъгловата координата на текущата работна точка на теоретичния профил, съответстваща на текущия фазов ъгъл джи.
По принцип фазовият ъгъл не е равен на профилния ъгъл джи¹ди.
На фиг. Фигура 17.2 показва диаграма на плосък гърбичен механизъм с два типа изходна връзка: извън ос с постъпателно движение и люлеене (с възвратно-постъпателно въртеливо движение). Тази диаграма показва основните параметри на плоските гърбични механизми.

На фигура 17.2:

Теоретичният профил на гърбицата обикновено се представя в полярни координати чрез връзката ri = f(di),
където ri е радиус векторът на текущата точка от теоретичния или централния профил на гърбицата.

Устройство на гърбични механизми

В гърбичния механизъм с ролка има две различни движения функционално предназначение: W 0 = 1 - основната подвижност на механизма, чрез който се извършва трансформацията на движението по даден закон, W m = 1 - локална подвижност, която се въвежда в механизма, за да замени триенето при плъзгане в по-горната двойка с триене при търкаляне.

Кинематичен анализ на гърбичния механизъм

Кинематичният анализ на гърбичния механизъм може да се извърши по всеки от описаните по-горе методи. При изучаване на гърбични механизми с типичен закон на движение на изходната връзка най-често се използва методът на кинематичните диаграми. За да се приложи този метод, е необходимо да се определи една от кинематичните диаграми. Тъй като гърбичният механизъм е уточнен по време на кинематичния анализ, неговата кинематична диаграма и формата на структурния профил на гърбицата са известни. Диаграмата на преместване е изградена в следната последователност (за механизъм с транслационно движещ се тласкач извън оста):

конструира се семейство от окръжности с радиус, равен на радиуса на ролката, допирателна към структурния профил на гърбицата; центровете на кръговете от това семейство са свързани с гладка крива и се получава центърът или теоретичен профил на гърбицата
кръгове от радиуси се вписват в получения централен профил r0 и r0 +hAmax , се определя големината на ексцентричността д
от размера на областите, които не съвпадат с дъгите на окръжностите на радиусите r0 и r0 +hAmax , се определят фазовите ъгли jwork, jу, jдв и jс
дъга от окръжност r , съответстващ на работния фазов ъгъл, е разделен на няколко отделни секции; през точките на разделяне се изчертават прави линии тангенциално към окръжността на радиуса на ексцентричността (тези линии съответстват на позициите на оста на тласкача при движението му спрямо гърбицата)
на тези прави линии се измерват сегментите, разположени между централния профил и окръжността на радиуса r 0 ; тези сегменти съответстват на движенията на центъра на тласкащата ролка SВi
въз основа на получените движения SВi е построена диаграма на функцията на положението на центъра на тласкащата ролка SВi= f(j1)

На фиг. Фигура 17.4 показва диаграма за конструиране на позиционна функция за гърбичен механизъм с централен (e=0) постъпателно движещ се ролков последовател.

Типични закони на движение на тласкача .

При проектирането на гърбични механизми законът за движение на тласкача се избира от набор от стандартни.

Типичните закони на движение се разделят на закони с твърдо и меко въздействие и закони без въздействие. От гледна точка на динамичните натоварвания са желателни безударните закони. Но гърбиците с такива закони на движение са технологично по-сложни, тъй като изискват по-прецизно и сложно оборудване, поради което са значително по-скъпи за производство. Законите с тежки въздействия имат много ограничено приложение и се използват в некритични механизми при ниски скорости и ниска издръжливост. Препоръчително е да се използват гърбици с безударни закони в механизми с високи скорости на движение със строги изисквания за точност и издръжливост. Най-разпространени са законите на движение с меки удари, с помощта на които е възможно да се осигури рационална комбинация от производствени разходи и експлоатационни характеристикимеханизъм.

След избора на типа закон на движение, обикновено използвайки метода на кинематичните диаграми, се извършва геометрично-кинематично изследване на механизма и се определят законът за движение на тласкача и законът за промяна за цикъл на първата трансферна функция (виж. лекция 3- метод на кинематичните диаграми).

Таблица 17.1

За изпита

Критерии за работа и ъгъл на натиск по време на предаване на движение V по-висока кинематична двойка.

Ъгъл на натископределя позицията на нормалата п-пв най-високата скоростна кутия спрямо вектора на скоростта и контактната точка на задвижваната връзка (фиг. 3, а, б). Стойността му се определя от размерите на механизма, предавателната функция и движението на тласкача С .

Ъгъл на предаване на движението γ- ъгъл между векторите υ 2И υ отн.абсолютни и относителни (спрямо гърбицата) скорости на тази точка на тласкача, която се намира в точката на контакт А(фиг. 3, а, б):

Ако пренебрегнем силата на триене между гърбицата и тласкача, тогава силата, задвижваща тласкача (движеща сила) е налягане Qгърбица, приложена към тласкача в точката Аи насочена по общата нормала п-пкъм профилите на камерата и последователя. Да разбием силата Qна взаимно перпендикулярни компоненти Въпрос 1И Q 2, от които първата е насочена по посока на скоростта υ 2.Сила Въпрос 1премества тласкача, като същевременно преодолява всички полезни (свързани с изпълнението на технологични задачи) и вредни (сили на триене) съпротивления, приложени към тласкача. Сила Въпрос 2увеличава силите на триене в кинематичната двойка, образувана от тласкача и стойката.

Очевидно с намаляващ ъгъл γ сила Въпрос 1намалява и силата Q 2 увеличения. Под определен ъгъл γ може да се окаже, че силата Въпрос 1няма да може да преодолее цялото съпротивление, приложено към тласкача, и механизмът няма да работи. Това явление се нарича заглушаванемеханизъм и ъгъл γ , при който възниква, се нарича ъгъл на вклиняване γ уплътнение

При проектирането на гърбичния механизъм е посочена допустимата стойност на ъгъла на натиск екстра, гарантиращи изпълнението на условието γ ≥ γ min > γ близо , т.е. текущ ъгъл γ в нито една точка на гърбичния механизъм минималният ъгъл на предаване не трябва да бъде по-малък от γm в и значително надвишава ъгъла на заглушаване γ близо .

За гърбични механизми с прогресивно движещ се тласкач се препоръчва γ min = 60°(фиг. 3, А) И γ min = 45°- механизми с въртящ се тласкач (фиг. 3, b).

Определяне на основните размери на гърбичния механизъм.

Размерите на гърбичния механизъм се определят, като се вземе предвид допустимият ъгъл на натиск в горната двойка.

Условие, което трябва да бъде изпълнено от позицията на центъра на въртене на гърбицата ОТНОСНО 1 : ъглите на натиск по време на фазата на отстраняване във всички точки на профила трябва да бъдат по-малки от допустимата стойност. Следователно, графично областта на местоположението на точката ОТНОСНО 1 може да се определи чрез група прави линии, начертани под допустим ъгъл на натиск към вектора на възможната скорост на централната точка на профила, принадлежаща на тласкача. Графична интерпретация на горното за тласкача и кобилицата е дадена на фиг. 17.5. По време на фазата на премахване се изгражда диаграма на зависимостта С б = f(j1).Тъй като в рокера точката IN се движи по дъга от окръжност с радиус lBC, тогава за механизъм с кобилица диаграмата се построява в криволинейни координати. Всички конструкции на диаграмата се извършват в същия мащаб, т.е m l = m Vq = m S .

При синтезирането на гърбичен механизъм, както при синтеза на всеки механизъм, се решават редица проблеми, два от които се разглеждат в курса TMM:
избор на структурна схема и определяне на основните размери на връзките на механизма (включително профила на гърбицата).

Етапи на синтез

Постановка на проблема за метричния синтез

дадени:
Блокова схема на механизма; закон на движение на изходната връзка С б = f(j1)
или неговите параметри - ч б, jработа = jу + jdv + jс, допустим ъгъл на натиск - |J|
Допълнителна информация: Радиус на ролката r p, диаметър на разпределителния вал д c, ексцентричност д(за механизъм с тласкач, движещ се прогресивно) , централно разстояние а wi и дължина на кобилицата л BC (за механизъм с възвратно-постъпателно въртене на изходната връзка).

Дефинирайте:
радиус на първоначалната гърбична шайба r 0 ; радиус на ролката r 0 ; координатите на центъра и структурния профил на гърбицата r i = f(di)
и, ако не е посочено, тогава ексцентрицитет e и централно разстояние а w.

Алгоритъм за проектиране на гърбичен механизъм въз основа на допустимия ъгъл на натиск

Възможен е избор на център в сенчести зони. Освен това трябва да изберете по такъв начин, че да осигурите минималните размери на механизма. Минимален радиус r 1 * получаваме, ако свържем върха на получения регион, точката Около 1* , с произход. При този избор на радиус във всяка точка от профила по време на фазата на отстраняване ъгълът на натиск ще бъде по-малък или равен на допустимия. Гърбицата обаче трябва да бъде направена с ексцентричност д* . При нулев ексцентрицитет радиусът на първоначалната шайба ще се определя от точката O e0 . Радиусът е равен на r e 0 , тоест значително повече от минимума. При изходната връзка - кобилица, минималният радиус се определя по подобен начин. Радиус на стартера на гърбицата r 1aw на дадено централно разстояние ав , определен от точката Около 1aw , пресечната точка на дъга с радиус aw със съответната граница на региона. Обикновено гърбицата се върти само в една посока, но при извършване на ремонтни дейности е желателно гърбицата да може да се върти в обратна посока, тоест да се осигури възможност за обратно движение на гърбичния вал. При смяна на посоката на движение фазите на отдалечаване и приближаване сменят местата си. Следователно, за да изберете радиуса на гърбица, движеща се обратно, е необходимо да се вземат предвид две възможни фази на отстраняване, тоест да се изградят две диаграми С B= f(j1)за всяка от възможните посоки на движение. Изборът на радиуса и свързаните с него размери на реверсивния гърбичен механизъм е илюстриран от диаграмите на фиг. 17.6.

В тази картина:

r 1- минимален радиус на първоначалната гърбична шайба;
r 1е- радиус на началната шайба при даден ексцентрицитет;
r 1aw- радиус на началната шайба на дадено междуосово разстояние;
ав 0- централно разстояние при минимален радиус.

Избор на радиуса на ролката

Проектиране на гърбични механизми

Резюме: Гърбични механизми. Цел и обхват. Избор на закона за движение на гърбичния тласкач. Класификация на гърбичните механизми. Основни параметри. Геометрична интерпретация на скоростния аналог. Влиянието на ъгъла на натиск върху работата на гърбичния механизъм. Синтез на гърбичния механизъм. Етапи на синтез. Избор на радиуса на ролката (заобляне на работната зона на тласкача).

Гърбични механизми

Работният процес на много машини налага наличието на механизми в състава им, чието движение на изходните връзки трябва да се извършва стриктно по определен закон и да се съгласува с движението на други механизми. Най-простите, надеждни и компактни за изпълнение на тази задача са гърбичните механизми.

Нарича се кулачковтризвен механизъм с по-висока кинематична двойка, чието входно звено се нарича юмрук, а почивният ден е тласкач(или рокер).

С юмрукнаречена връзка, към която принадлежи елементът от по-високата кинематична двойка, направен под формата на повърхност с променлива кривина.

Нарича се праволинейно движеща се изходна връзка тласкач, а въртящият се (люлеещ се) – рокер.

Често, за да се замени триенето на плъзгане в по-високата двойка с триене при търкаляне и да се намали износването както на гърбицата, така и на тласкача, в конструкцията на механизма е включена допълнителна връзка - ролка и ротационна кинематична двойка. Подвижността в тази кинематична двойка не променя преносните функции на механизма и е локална подвижност.

Те възпроизвеждат теоретично точно движението на изходното звено - тласкача. Законът за движение на тласкача, определен от трансферната функция, се определя от профила на гърбицата и е основната характеристика на гърбичния механизъм, от която зависят неговите функционални свойства, както и динамични и вибрационни качества. Проектирането на гърбичния механизъм е разделено на няколко етапа: задаване на закона за движение на тласкача, избор на структурна схема, определяне на основните и общите размери, изчисляване на координатите на профила на гърбицата.

Цел и обхват

Гърбичните механизми са предназначени да преобразуват въртеливото или транслационното движение на гърбица в възвратно-постъпателно или възвратно-постъпателно движение на последовател. Важно предимство на гърбичните механизми е способността да се осигури прецизно подравняване на изходната връзка. Това предимство определя широкото им използване в най-простите устройства за циклична автоматизация и в механични изчислителни устройства (аритмометри, календарни механизми). Гърбичните механизми могат да бъдат разделени на две групи. Механизмите на първия осигуряват движението на тласкача според даден закон на движение. Механизмите от втората група осигуряват само определеното максимално движение на изходната връзка - хода на тласкача. В този случай законът, по който се извършва това движение, се избира от набор от стандартни закони на движение в зависимост от условията на работа и технологията на производство.

Избор на закона за движение на гърбичния тласкач

Закон за движение на тласкачанаречена функция на движение (линейна или ъглова) на тласкача, както и една от нейните производни, взета по отношение на времето или обобщена координата - движението на водещата връзка - гърбицата. При проектирането на гърбичен механизъм от динамична гледна точка е препоръчително да се изхожда от закона за промяна на ускорението на тласкача, тъй като именно ускоренията определят инерционните сили, възникващи по време на работа на механизма.

Има три групи закони на движение, характеризиращи се със следните характеристики:

1. движението на тласкача е придружено от силни удари,

2. движението на тласкача е придружено от меки удари,

3. Избутвачът се движи без удар.

Много често производствените условия изискват тласкача да се движи с постоянна скорост. При прилагане на такъв закон на движение на тласкача на мястото на рязка промяна на скоростта, ускорението теоретично достига безкрайност, а динамичните натоварвания също трябва да бъдат безкрайно големи. На практика, поради еластичността на връзките, не се получава безкрайно голямо динамично натоварване, но неговата величина все пак се оказва много голяма. Такива удари се наричат "твърди" и са допустими само при нискоскоростни механизми и с малки тежести на тласкачите.

Меките удари придружават работата на гърбичния механизъм, ако функцията на скоростта няма прекъсване, но функцията за ускорение (или аналог на ускорението) на тласкача претърпява прекъсване. Моменталната промяна на ускорението с крайна стойност предизвиква рязка промяна на динамичните сили, която също се проявява под формата на удар. Тези удари обаче са по-малко опасни.

Гърбичният механизъм работи гладко, без удари, ако функциите за скорост и ускорение на тласкача не претърпят прекъсване, променят се плавно и при условие, че скоростите и ускоренията в началото и края на движението са равни на нула.

Законът за движение на тласкача може да бъде определен както в аналитичен вид - под формата на уравнение, така и в графичен вид - под формата на диаграма. В заданията за курсовия проект се срещат следните закони на изменение на аналози на ускорението на центъра на тласкащата ролка, дадени под формата на диаграми:

Равномерно ускорен закон на промяна в аналога на ускорението на тласкача; с равномерно ускорен закон на движение на тласкача, проектираният гърбичен механизъм ще изпитва меки удари в началото и в края на всеки от интервалите.

Триъгълният закон за промяна на аналога на ускорението осигурява безупречна работа на гърбичния механизъм.

Трапецовидният закон за промяна на аналога на ускорението също осигурява безударна работа на механизма.

Синусоидален закон за промяна на аналога на ускорението. Осигурява най-голяма плавност на движението (характерното е, че не само скоростта и ускорението, но и производните от по-висок порядък се променят плавно). Но за този закон на движение максималното ускорение при същите фазови ъгли и ход на тласкача се оказва по-голямо, отколкото при равномерно ускорените и трапецовидни закони за изменение на аналозите на ускорението. Недостатъкът на този закон на движение е, че увеличаването на скоростта в началото на изкачването и, следователно, самото изкачване става бавно.

Косинусният закон на промяната в аналога на ускорението причинява меки удари в началото и в края на хода на тласкача. При косинусния закон обаче има бързо нарастване на скоростта в началото на хода и бързо намаляване в края, което е желателно при работа с много гърбични механизми.

От гледна точка на динамичните натоварвания са желателни безударните закони. Но гърбиците с такива закони на движение са технологично по-сложни, тъй като изискват по-прецизно и сложно оборудване, поради което производството им е значително по-скъпо. Законите с тежки въздействия имат много ограничено приложение и се използват в некритични механизми при ниски скорости и ниска издръжливост. Препоръчително е да се използват гърбици с безударни закони в механизми с високи скорости на движение със строги изисквания за точност и издръжливост. Най-разпространени са законите на движение с меки удари, с помощта на които е възможно да се осигури рационална комбинация от производствени разходи и експлоатационни характеристики на механизма.

Основните размери на гърбичните механизми се определят от кинематични, динамични и структурниусловия. Кинематиченусловията се определят от факта, че механизмът трябва да възпроизвежда дадения закон на движение. ДинамиченУсловията са много разнообразни, но основното е, че механизмът има висока ефективност. Конструктивенизискванията се определят от условието за достатъчна якост на отделните части на механизма - устойчивост на износване на контактни кинематични двойки. Проектираният механизъм трябва да има най-малки размери.

Фиг.6.4. Относно силовия анализ на гърбичния механизъм с транслационно-движещ се тласкач.

Фиг.6.5. За изследване на ъгъла на натиск в гърбичния механизъм

На фиг. 6.4 показва гърбичен механизъм с тласкач 2, завършващ с точка. Ако пренебрегнем триенето в по-високата кинематична двойка, тогава силата, действаща върху тласкача 2 от страната на гърбицата 1. Ъгълът, образуван от нормалата n-n спрямо профила на гърбицата 1. Ъгълът, образуван от нормалата n-n и посоката на движение на тласкача 2 е ъгъл на натиски ъгълът, равен на , е ъгъл на предаване.Ако разгледаме равновесието на тласкача 2 (фиг. 10.5) и приведем всички сили в точка , тогава тласкачът ще бъде под действието на задвижващата сила, намалената съпротивителна сила T, като се вземе предвид полезното съпротивление, пружинната сила, инерционната сила, и намалена сила на триене F. От силите на равновесното уравнение, действащи върху тласкача 2, имаме

Намалената сила на триене T е равна на

Къде е коефициентът на триене в водачите;

Дължина на водача;

Тласкач надвес.

Тогава от уравнението на равновесието на силата получаваме, че силата на триене е равна на

Моментната ефективност на механизма, без да се отчита триенето в по-високата двойка и лагера на разпределителния вал, може да се определи по формулата

Удължението k на тласкача е равно на (фиг. 6.5)

Където b е постоянното разстояние от точката N на опората на тласкача 2 до оста А на въртене на гърбицата;

Най-малкият радиус вектор на гърбицата 1

Преместване на тласкача 2.

От фиг. 6.5 получаваме

От уравнение (6.7) получаваме

Тогава ефективността ще бъде равна на

От равенството (6.9) следва, че ефективността намалява с увеличаване на ъгъла на натиск. Гърбичният механизъм може да блокира, ако силата (фиг. 6.5) е . Заглушаване ще възникне, ако ефективността е нула. Тогава от равенството (6.9) получаваме

Критичният ъгъл, при който се получава блокиране на механизма, е аналогът на скоростта, съответстващ на този ъгъл.

Тогава за критичния ъгъл на натиск ще имаме:

От равенството (6.10) следва, че критичният ъгъл на натиск намалява с увеличаване на разстоянието, т.е. с увеличаване на размерите на механизма. Можем приблизително да приемем, че стойността на аналога на скоростта, съответстваща на критичния ъгъл, е равна на максималната стойност на този аналог, т.е.

След това, ако са дадени размерите на механизма и закона за движение на тласкача, може да се определи стойността на критичния ъгъл на натиск. Трябва да се има предвид, че блокиране на механизма обикновено се случва само по време на фазата на повдигане, което съответства на преодоляването на полезното съпротивление, инерционната сила на тласкача и силата на пружината, т.е. при преодоляване на определена намалена съпротивителна сила Т (фиг. 6.5). По време на фазата на понижаване феноменът на заклинване не възниква.

За да се елиминира възможността от блокиране на механизма по време на проектирането, се поставя условие ъгълът на натиск във всички позиции на механизма да е по-малък от критичния ъгъл. Ако максимално допустимият ъгъл на налягане е означен с , тогава този ъгъл трябва винаги да отговаря на условието

на практика се взема ъгълът на натиск за гърбични механизми с прогресивно движещ се тласкач

За гърбични механизми с въртяща се кобилица, при които засядането е по-малко вероятно, максималният ъгъл на натиск

Когато проектирате гърбици, можете да вземете предвид не ъгъла на натиск, а ъгъла на предаване в изчисленията. Този ъгъл трябва да отговаря на условията

6.4. Определяне на ъгъла на натиск чрез основните параметри на гърбичния механизъм

Ъгълът на натиск може да се изрази чрез основните параметри на гърбичния механизъм. За да направите това, помислете за гърбичен механизъм (фиг. 6.4) с прогресивно движещ се тласкач 2. Начертаваме нормална линия и намираме моментния център на въртене в относителното движение на връзки 1 и 2. От това имаме:

От равенството (6.13) следва, че при избрания закон за движение и размер, размерите на гърбицата се определят от радиуса, получаваме по-малки ъгли на натиск, но по-големи размери на гърбичния механизъм.

И обратно, ако намалите, тогава ъглите на натиск се увеличават и ефективността на механизма намалява. Ако в механизма (фиг. 6.5) оста на движение на тласкача преминава през оста на въртене на гърбицата и , тогава равенството (6.13) ще приеме формата