PREDAVANJE 17-18

L-17Sažetak: Svrha i obim bregasti mehanizmi, glavne prednosti i mane. Klasifikacija bregastih mehanizama. Osnovni parametri bregastih mehanizama. Struktura zupčastog mehanizma. Ciklogram rada bregastog mehanizma.

L-18 Sažetak: Tipični zakoni guranja. Kriterijumi za rad mehanizma i ugao pritiska pri prenosu kretanja u višem kinematičkom paru. Izjava o problemu metričke sinteze. Faze sinteze. Metrička sinteza bregastog mehanizma s progresivno pokretnim potiskivačom.

Kontrolna pitanja.

Cam mehanizmi:

Kulachkov koji se naziva trokraki mehanizam sa višim kinematičkim parom, ulazna karika se naziva bregasta, a izlazna karika naziva se potiskivač (ili klackalica). Često, da bi se trenje klizanja u višem paru zamijenilo trenjem kotrljanja i smanjilo habanje i brega i potiska, u dizajn mehanizma je uključena dodatna karika - valjak i rotacijski kinematički par. Pokretljivost u ovom kinematičkom paru ne mijenja prijenosne funkcije mehanizma i predstavlja lokalnu pokretljivost.

Svrha i obim:

Bregasti mehanizmi su dizajnirani da pretvore rotacijsko ili translacijsko kretanje brega u povratno ili povratno kretanje sljedbenika. Istovremeno, u mehanizmu sa dve pokretne karike moguće je realizovati transformaciju kretanja po složenom zakonu. Važna prednost cam mehanizam je mogućnost da se osigura precizno poravnanje izlazne veze. Ova prednost je odredila njihovu široku upotrebu u najjednostavnijim uređajima za cikličku automatizaciju (bregasto vratilo) i u mehaničkim računskim uređajima (aritmometri, kalendarski mehanizmi). Cam mehanizmi se mogu podijeliti u dvije grupe. Mehanizmi prvog osiguravaju kretanje potiskivača prema datom zakonu kretanja. Mehanizmi druge grupe osiguravaju samo određeno maksimalno kretanje izlazne veze - hod potiska. U ovom slučaju, zakon po kojem se ovo kretanje vrši bira se iz skupa standardnih zakona kretanja u zavisnosti od uslova rada i tehnologije proizvodnje.

Klasifikacija bregastih mehanizama:

Cam mehanizmi se klasifikuju prema sledećim kriterijumima:

• po lokaciji veza u prostoru
• prostorni
• stan
• pomeranjem brega
• rotacijski
• progresivan
• kretanjem izlazne veze
• klipni (sa potiskivanjem)
• povratna rotacija (sa klackalom)
• prema dostupnosti videa
• sa valjkom
• bez valjka
• po vrsti cam
• disk (ravni)
• cilindrični
• prema obliku radne površine izlazne karike
• stan
• šiljati
• cilindrični
• sferni
• metodom zatvaranja elemenata višeg para
• moć
• geometrijski

Prilikom zatvaranja silom, potiskivač se uklanja djelovanjem kontaktne površine brega na potiskivač (pokretna karika je brega, pogonska karika je potiskivač). Kretanje potiskivača pri približavanju se vrši zahvaljujući elastičnoj sili opruge ili sili težine potiskivača, dok breg nije pogonska karika. Kod geometrijskog zatvaranja, pomicanje potiskivača pri udaljavanju vrši se djelovanjem vanjske radne površine brega na potiskivač, a pri približavanju - djelovanjem unutrašnje radne površine brega na potiskivač. U obje faze kretanja, brega je vodeća karika, potiskivač je pogonska karika.

Ciklogram rada bregastog mehanizma

Rice. 2

Većina bregastih mehanizama su ciklični mehanizmi sa periodom ciklusa jednakim 2p. U ciklusu kretanja potiskivača, generalno, mogu se razlikovati četiri faze (slika 2): pomeranje iz najbližeg (u odnosu na centar rotacije ekscentra) do najudaljenije pozicije, najudaljenije pozicije (ili stajanja u najdaljoj poziciji) , povratak iz najdalje pozicije u najbližem i najbližem stajanju (stojeći u najbližem položaju). Prema tome, uglovi rotacije brega ili fazni uglovi se dele na:

• ofset angle jy
• daleko stojeći ugao j d
• povratni ugao j in
• blizu stojećeg ugla j b .

Iznos φ y + φ d + φ v naziva se radni ugao i označava se φ r. stoga,

φ y + φ d + φ c = φ r.

Glavni parametri bregastog mehanizma

Bregastog mehanizma karakteriziraju dva profila: središnji (ili teorijski) i konstruktivni. Ispod konstruktivno odnosi se na vanjski radni profil brega. Teorijski ili centar je profil koji u koordinatnom sistemu grebena opisuje centar valjka (ili zaokruživanje radnog profila potiskivača) kada se valjak kreće duž strukturnog profila brega. Fazni ugao naziva se ugao rotacije grebena. Ugao profila di je ugaona koordinata trenutne radne tačke teoretskog profila, koja odgovara trenutnom faznom uglu ji.
Općenito, fazni ugao nije jednak kutu profila ji¹di.
Na sl. Na slici 17.2 prikazan je dijagram ravnog zupčastog mehanizma sa dva tipa izlazne veze: van ose sa translatornim kretanjem i zamahujućim (sa povratnim rotacionim kretanjem). Ovaj dijagram prikazuje glavne parametre ravnih zupčastih mehanizama.

Na slici 17.2:

Teoretski profil brega se obično predstavlja u polarnim koordinatama odnosom ri = f(di),
gdje je ri radijus vektor trenutne tačke teoretskog ili središnjeg profila ekscentra.

Struktura bregastih mehanizama

U grebenom mehanizmu sa valjkom postoje dva različita pokreta funkcionalna namjena: W 0 = 1 - glavna mobilnost mehanizma kojim se transformacija kretanja vrši prema datom zakonu, W m = 1 - lokalna pokretljivost, koja se uvodi u mehanizam da zamijeni trenje klizanja u višem paru trenjem kotrljanja.

Kinematička analiza zupčastog mehanizma

Kinematska analiza zupčastog mehanizma može se izvesti bilo kojom od gore opisanih metoda. Prilikom proučavanja bregastih mehanizama s tipičnim zakonom gibanja izlazne veze najčešće se koristi metoda kinematičkih dijagrama. Za primjenu ove metode potrebno je definirati jedan od kinematičkih dijagrama. Budući da se prilikom kinematičke analize specificira bregasti mehanizam, poznati su njegov kinematički dijagram i oblik strukturnog profila brega. Dijagram pomaka je konstruiran u sljedećem redoslijedu (za mehanizam sa potiskivačom koji se translatorno kreće izvan ose):

• konstruisana je porodica krugova poluprečnika jednakim poluprečniku valjka, tangenta na strukturni profil grebena; centri krugova ove porodice povezani su glatkom krivuljom i dobije se centar ili teoretski profil brega
• krugovi radijusa uklapaju se u rezultirajući središnji profil r0 i r0 +hAmax , određuje se veličina ekscentriciteta e
• po veličini površina koje se ne poklapaju sa lukovima krugova radijusa r0 i r0 +hAmax , određuju se fazni uglovi jwork, ju, jdv i js
• luk kružnice r , koji odgovara kutu radne faze, podijeljen je na nekoliko diskretnih sekcija; kroz tačke cijepanja, prave se linije povlače tangencijalno na kružnicu radijusa ekscentriciteta (ove linije odgovaraju položajima osi potiskača u njegovom kretanju u odnosu na greben)
• na ovim pravim linijama mjere se segmenti koji se nalaze između središnjeg profila i kruga radijusa r 0 ; ovi segmenti odgovaraju pokretima centra potisnog valjka SVi
  na osnovu primljenih pokreta SVi konstruiran je dijagram funkcije položaja centra potisnog valjka SVi= f(j1)

Na sl. Na slici 17.4 prikazan je dijagram za konstrukciju funkcije položaja za bregasti mehanizam sa centralnim (e=0) translatorno pokretnim valjkastim sljedbenikom.

Tipični zakoni guranja .

Prilikom dizajniranja zupčastih mehanizama, zakon gibanja potiska se bira iz skupa standardnih.

Tipični zakoni kretanja dijele se na zakone sa tvrdim i mekim udarima i zakone bez udara. Sa stanovišta dinamičkih opterećenja, zakoni bez udara su poželjni. Međutim, bregovi s takvim zakonima kretanja su tehnološki složeniji, jer zahtijevaju precizniju i složeniju opremu, te su stoga znatno skuplji za proizvodnju. Zakoni s jakim udarima imaju vrlo ograničenu primjenu i koriste se u nekritičnim mehanizmima pri malim brzinama i maloj izdržljivosti. Preporučljivo je koristiti bregove sa zakonima bez šoka u mehanizmima sa velikim brzinama kretanja sa strogim zahtjevima za preciznost i izdržljivost. Najrasprostranjeniji su zakoni kretanja s mekim udarima, uz pomoć kojih je moguće osigurati racionalnu kombinaciju troškova proizvodnje i karakteristike performansi mehanizam.

Nakon odabira vrste zakona kretanja, obično metodom kinematičkih dijagrama, vrši se geometrijsko-kinematičko proučavanje mehanizma i utvrđuje se zakon kretanja potiskača i zakon promjene po ciklusu prve prijenosne funkcije. (vidi. predavanje 3- metoda kinematičkih dijagrama).

Tabela 17.1

Za ispit

Kriterijumi performansi i ugao pritiska tokom prenosa kretanja V viši kinematički par.

Ugao pritiska definiše položaj normale p-p u najvišem reduktoru u odnosu na vektor brzine i kontaktnu tačku pogonjene karike (slika 3, a, b). Njegova vrijednost određena je dimenzijama mehanizma, prijenosnom funkcijom i kretanjem potiskivača S .

Ugao prijenosa pokreta γ- ugao između vektora υ 2 I υ rel. apsolutne i relativne (u odnosu na breg) brzine te tačke potiskača koja se nalazi na tački kontakta A(Sl. 3, a, b):

Ako zanemarimo silu trenja između brega i potiskača, tada je sila koja pokreće potiskivač (pokretna sila) pritisak Q zupčanik primijenjen na potiskivač na mjestu A i usmjerena duž zajedničke normale p-p na profile kamera i pratilaca. Hajde da razbijemo struju Q na međusobno okomite komponente P 1 I Q 2, od kojih je prva usmjerena u smjeru brzine υ 2. Force P 1 pokreće potiskivač, savladavajući pritom sve korisne (vezane za obavljanje tehnoloških zadataka) i štetne (sile trenja) otpore primijenjene na potiskivač. Force P 2 povećava sile trenja u kinematičkom paru koji formiraju potiskivač i postolje.

Očigledno, sa smanjenjem ugla γ sila P 1 smanjuje se i snaga Q 2 povećanja. Pod određenim uglom γ može se ispostaviti da je sila P 1 neće moći savladati sav otpor primijenjen na potiskivač, a mehanizam neće raditi. Ovaj fenomen se zove ometanje mehanizam i ugao γ , pri kojem se javlja naziva se ugao klina γ pečat

Prilikom projektovanja bregastog mehanizma specificira se dozvoljena vrijednost kuta pritiska extra, osiguravajući ispunjenje uslova γ ≥ γ min > γ zatvori , odnosno trenutni ugao γ ni u jednoj tački u zupčastom mehanizmu minimalni ugao prijenosa ne smije biti manji od γ m in i značajno premašuju ugao ometanja γ close .

Za grebenaste mehanizme sa potiskivačem koji se progresivno kreće, preporučuje se γ min = 60°(Sl. 3, A) I γ min = 45°- mehanizmi sa rotirajućim potiskivačom (sl. 3, b).

Određivanje glavnih dimenzija bregastog mehanizma.

Dimenzije zupčastog mehanizma određuju se uzimajući u obzir dozvoljeni kut pritiska u gornjem paru.

Uslov koji mora biti zadovoljen položajem centra rotacije brega O 1 : uglovi pritiska tokom faze uklanjanja na svim tačkama profila moraju biti manji od dozvoljene vrednosti. Dakle, grafički područje lokacije tačke O 1 može se odrediti pomoću porodice pravih linija povučenih pod dozvoljenim uglom pritiska u odnosu na vektor moguće brzine tačke središnjeg profila koja pripada potiskivaču. Grafičko tumačenje gore navedenog za potiskivač i klackalicu dato je na Sl. 17.5. Tokom faze uklanjanja, konstruiše se dijagram zavisnosti S B = f(j1). Pošto je u rokeru tačka IN kreće se duž luka kružnice poluprečnika lBC, tada se za mehanizam sa klackalom dijagram konstruiše u krivolinijskim koordinatama. Sve konstrukcije na dijagramu se izvode u istoj skali, tj m l = m Vq = m S .

Prilikom sintetizacije grebenastog mehanizma, kao i kod sinteze bilo kojeg mehanizma, rješava se niz problema, od kojih se dva razmatraju na kursu TMM:
izbor blok dijagram i određivanje glavnih dimenzija karika mehanizma (uključujući i bregasti profil).

Faze sinteze

Prva faza sinteze je strukturna. Blok dijagram određuje broj veza mehanizma; broj, vrsta i pokretljivost kinematičkih parova; broj redundantnih veza i lokalna mobilnost. Prilikom strukturalne sinteze potrebno je opravdati uvođenje svake redundantne veze i lokalne mobilnosti u dijagram mehanizama. Odlučujući uvjeti pri odabiru strukturnog dijagrama su: navedeni tip transformacije kretanja, položaj osi ulaznih i izlaznih veza. Ulazni pokret u mehanizmu se pretvara u izlaz, na primjer, rotacijski u rotacijski, rotacijski u translacijski itd. Ako su ose paralelne, tada se bira dijagram ravnog mehanizma. Prilikom ukrštanja ili ukrštanja osa potrebno je koristiti prostorni dijagram. Kod kinematičkih mehanizama opterećenja su mala, pa se mogu koristiti potiskivači sa šiljastim vrhom. U pogonskim mehanizmima, radi povećanja izdržljivosti i smanjenja habanja, valjak se uvodi u krug mehanizma ili se povećava smanjeni radijus zakrivljenosti dodirnih površina najvišeg para.

Druga faza sinteze je metrička. U ovoj fazi određuju se glavne dimenzije karika mehanizma koje obezbeđuju dati zakon transformacije kretanja u mehanizmu ili zadatu funkciju prenosa. Kao što je gore navedeno, funkcija prijenosa je čisto geometrijska karakteristika mehanizma, pa je stoga problem metričke sinteze čisto geometrijski problem, neovisno o vremenu ili brzinama. Glavni kriterijumi kojima se rukovodi dizajner pri rešavanju problema metričke sinteze su: minimiziranje dimenzija, a samim tim i mase; minimiziranje ugla pritiska u gornjoj pari; dobijanje tehnološki naprednog oblika bregastog profila.

Izjava o problemu metričke sinteze

Dato:
Blok dijagram mehanizma; zakon kretanja izlazne veze S B = f(j1)
ili njegovih parametara - h B, jwork = ju + jdv + js, dozvoljeni ugao pritiska - |J|
Dodatne informacije: Radius valjka r p, prečnik bregastog vratila d c, ekscentricitet e(za mehanizam sa potiskom koji se progresivno kreće) , središnja udaljenost a wi i dužina klackalice l BC (za mehanizam sa povratnom rotacijom izlazne veze).

Definiraj:
radijus početne bregaste podloške r 0 ; radijus valjka r 0 ; koordinate centra i strukturni profil brega r i = f(di)
i, ako nije specificirano, ekscentricitet e i središnja udaljenost a w.

Algoritam za projektovanje bregastog mehanizma na osnovu dozvoljenog ugla pritiska

Odabir centra je moguć u zasjenjenim područjima. Štoviše, morate odabrati na takav način da osigurate minimalne dimenzije mehanizma. Minimalni radijus r 1 * dobijamo, ako povežemo vrh rezultujuće regije, tačku Oko 1* , sa porijeklom. Ovim izborom radijusa, u bilo kojoj tački profila tokom faze uklanjanja, ugao pritiska će biti manji ili jednak dozvoljenom. Međutim, brega se mora napraviti s ekscentričnosti e* . Kod nulte ekscentričnosti, polumjer početne podloške će biti određen točkom O e0 . Radijus je jednak r e 0 , odnosno znatno više od minimuma. Kod izlazne veze - klackalica, minimalni radijus se određuje slično. Radijus pokretača kamere r 1aw na datoj udaljenosti centra aw , određen točkom O 1aw , presek luka poluprečnika aw sa odgovarajućom granicom regiona. Obično se brega rotira samo u jednom smjeru, ali prilikom izvođenja radova popravke poželjno je imati mogućnost rotacije brega u suprotnom smjeru, odnosno osigurati mogućnost obrnutog kretanja bregastog vratila. Prilikom promjene smjera kretanja, faze uklanjanja i približavanja mijenjaju mjesta. Stoga, za odabir radijusa ekscentra koji se kreće obrnuto, potrebno je uzeti u obzir dvije moguće faze uklanjanja, odnosno konstruirati dva dijagrama S B= f(j1) za svaki od mogućih smjerova kretanja. Izbor polumjera i pripadajućih dimenzija reverzibilnog zupčastog mehanizma ilustrovan je dijagramima na Sl. 17.6.

Na ovoj slici:

r 1- minimalni radijus početne bregaste podloške;
r 1e- radijus početne podloške pri datom ekscentričnosti;
r 1aw- radijus početne podloške na datoj središnjoj udaljenosti;
aw 0- središnja udaljenost na minimalnom radijusu.

Odabir radijusa valjka

Prednosti bregastih mehanizama

Svi mehanizmi sa VKP-om su malo povezani, stoga omogućavaju smanjenje dimenzija mašine u celini.

Lakoća sinteze i dizajna.

Mehanizmi sa VCP preciznije reproduciraju funkciju prijenosa.

Obezbedite širok izbor zakona kretanja izlazne veze.

Mehanizmi sa VKP moraju imati silu ili geometrijsko zatvaranje.

Kontaktne sile u VCP-u su mnogo veće nego u NCP-u, što dovodi do habanja, tj. 2 profila gube svoj oblik i, kao rezultat, svoju glavnu prednost.

Poteškoće u obrađivanju bregastog profila.

Nemogućnost rada pri velikim brzinama i prijenosa velikih snaga.

Glavni parametri bregastog mehanizma

Bregasti profil može biti sastavljen od lukova dva koncentrična kruga i krivulja koje prelaze iz jednog kruga u drugi.

Većina bregastih mehanizama su ciklični mehanizmi sa jednakim periodom ciklusa. Kada se zupčanik rotira, potiskivač čini povratno ili povratno rotacijsko kretanje sa zaustavljanjem u gornjem i donjem položaju. Dakle, u ciklusu pokreta potiskivača, općenito se mogu razlikovati četiri faze: odmicanje, udaljeno stajanje (ili stajanje), približavanje i stajanje blizu. Prema tome, uglovi rotacije brega ili fazni uglovi se dele na:

Ugao skidanja (uspona).

Ugao dalekog (gornjeg) stajališta

Ugao pristupa (spuštanje)

Ugao bliskog (donjeg) postolja.

Zbir tri ugla formira ugao koji se naziva radni ugao

U pojedinim slučajevima tada mogu nedostajati uglovi gornje i donje visine.

Bregastog mehanizma karakteriziraju dva profila:

Centar (ili teoretski)

Konstruktivni (ili radni).

Ispod konstruktivno odnosi se na vanjski radni profil brega.

Teorijski ili centar je profil koji u koordinatnom sistemu grebena opisuje centar valjka (ili zaokruživanje radnog profila potiskivača) kada se valjak kreće duž strukturnog profila brega.

Faza naziva se ugao rotacije grebena.

Ugao profila naziva se ugaona koordinata trenutne radne tačke teoretskog profila, koja odgovara trenutnom faznom uglu. Općenito, fazni ugao nije jednak kutu profila.

Kretanje potiskivača i ugao rotacije grebena računaju se od početka faze podizanja, tj. od najnižeg položaja središta valjka, koji se nalazi na udaljenosti od centra rotacije grebena. Ova udaljenost se zove - početni radijus ili radijus nulte početne podloške i poklapa se sa minimalnim radijus vektorom središnjeg profila brega.

Poziva se maksimalni pomak izlazne veze pusher stroke.

Van ose potiskača - ekscentricitet - za ekscentre sa translatorno pokretnim potiskivačom.

Središnji razmak - rastojanje između centra rotacije grebena i fiksne tačke klackalice - za bregaste sa klackalom.

Ugao pritiska je ugao između brzine u tački kontakta i normale na profil (tj. smera sile). Obično se ovaj ugao označava ili. A u jednoj tački kontakta, dva profila imaju različit ugao pritiska.

Bez uzimanja u obzir trenja, sila je usmjerena duž zajedničke normale na mjestu kontakta profila. Dakle, u ekscentričnom mehanizmu, ugao pritiska je ugao između normalne na središnji profil grebena i brzine centra valjka.

Dimenzije bregastog mehanizma određuju se iz kinematičkih, dinamičkih i konstruktivnih uslova.

1. Kinematički uslovi – obezbeđivanje reprodukcije zadatog zakona kretanja potiskača.
2. Dinamičan – osigurava visoku efikasnost i bez ometanja.
3. Strukturno – osigurava minimalne dimenzije mehanizma, čvrstoću i otpornost na habanje.

Geometrijska interpretacija analoga brzine potiska

Gredica i potiskivač čine VCP. Gurač se kreće translatorno, stoga je njegova brzina paralelna s vodilicom. Brega vrši rotacijsko kretanje, pa je njegova brzina usmjerena okomito na polumjer rotacije u trenutnoj točki, a relativna brzina klizanja profila usmjerena je duž zajedničke tangente na njih.

gdje je a zahvatni stup u VCP, koji se nalazi na sjecištu normale na profile na mjestu kontakta sa linijom centara. Jer Potiskač se kreće translatorno, tada njegovo središte rotacije leži u beskonačnosti, a linija centara ide okomito na brzinu kroz centar brega.

Trokut brzine i slični su trokutu sa međusobno okomitim stranicama, tj. odnos njihovih odgovarajućih strana je konstantan i jednak koeficijentu sličnosti: , odakle.

One. Analog brzine potiskivača prikazan je segmentom okomitim na brzinu potiska, koji je odsječen ravnom linijom koja je paralelna s kontaktnom normalom i koja prolazi kroz središte grebena.

Formulacija sinteze: Ako se u nastavku zraka povučene iz središta valjka okomito na brzinu potiskivača odvoji dio dužine od tačke i kroz kraj ovog segmenta povuče se prava linija paralelna s kontaktnom normalom , tada će ova prava linija proći kroz centar rotacije tačke pogonske veze (brega).

Dakle, da bi se dobio segment koji prikazuje analognu brzinu potiska, vektor brzine potiska mora se rotirati u smjeru rotacije brega.

Utjecaj ugla pritiska na rad bregastog mehanizma

Smanjenje početnog radijusa grebena, uz ostale jednake stvari, dovodi do povećanja kutova pritiska. Sa povećanjem uglova pritiska povećavaju se sile koje deluju na karike mehanizma, efikasnost mehanizma se smanjuje, a javlja se mogućnost samokočenja (zaglavljivanja mehanizma), tj. nikakva sila iz pogonske karike (brega) ne može pomeriti pogonsku kariku (potiskač) sa njenog mesta. Stoga, kako bi se osigurao pouzdan rad grebenastog mehanizma, potrebno je odabrati njegove glavne dimenzije tako da kut pritiska u bilo kojem položaju ne prelazi određenu dopuštenu vrijednost.

Prilikom određivanja glavnih dimenzija bregastog mehanizma sa klackastim guračem dovoljno je da ugao pritiska u bilo kojoj poziciji mehanizma ne prelazi; za bregasti mehanizam sa progresivno pomerajućim potiskivačom valjka, dovoljno je da pritisak ugao u bilo kojoj poziciji mehanizma ne prelazi.

Sinteza zupčastog mehanizma. Faze sinteze

Prilikom sinteze bregastog mehanizma, kao i kod sinteze bilo kojeg mehanizma, rješavaju se brojni problemi, od kojih se dva razmatraju na tečaju TMM: odabir strukturnog dijagrama i određivanje glavnih dimenzija karika mehanizma (uključujući profil brega). .

Prva faza sinteze je strukturna. Blok dijagram određuje broj veza mehanizma; broj, vrsta i pokretljivost kinematičkih parova; broj redundantnih veza i lokalna mobilnost. Prilikom strukturalne sinteze potrebno je opravdati uvođenje svake redundantne veze i lokalne mobilnosti u dijagram mehanizama. Odlučujući uvjeti pri odabiru strukturnog dijagrama su: navedeni tip transformacije kretanja, položaj osi ulaznih i izlaznih veza. Ulazni pokret u mehanizmu se pretvara u izlaz, na primjer, rotacijski u rotacijski, rotacijski u translacijski itd. Ako su ose paralelne, tada se bira dijagram ravnog mehanizma. Prilikom ukrštanja ili ukrštanja osa potrebno je koristiti prostorni dijagram. Kod kinematičkih mehanizama opterećenja su mala, pa se mogu koristiti potiskivači sa šiljastim vrhom. U pogonskim mehanizmima, radi povećanja izdržljivosti i smanjenja habanja, valjak se uvodi u krug mehanizma ili se povećava smanjeni radijus zakrivljenosti dodirnih površina najvišeg para.

Druga faza sinteze je metrička. U ovoj fazi određuju se glavne dimenzije karika mehanizma koje obezbeđuju dati zakon transformacije kretanja u mehanizmu ili zadatu funkciju prenosa. Kao što je gore navedeno, funkcija prijenosa je čisto geometrijska karakteristika mehanizma, pa je stoga problem metričke sinteze čisto geometrijski problem, neovisno o vremenu ili brzinama. Glavni kriterijumi kojima se rukovodi dizajner pri rešavanju problema metričke sinteze su: minimiziranje dimenzija, a samim tim i mase; minimiziranje ugla pritiska u gornjoj pari; dobijanje tehnološki naprednog oblika bregastog profila.

Odabir radijusa valjka (zaokruživanje radnog područja potiskača)

Prilikom odabira radijusa valjka, uzimaju se u obzir sljedeća razmatranja:

Valjak je jednostavan dio čija je obrada jednostavna (okreće se, zatim termički obrađuje i melje). Stoga se na njegovoj površini može osigurati visoka kontaktna čvrstoća. U grebenu, zbog složene konfiguracije radne površine, to je teže osigurati. Stoga je obično polumjer valjka manji od polumjera početne podloške strukturnog profila i zadovoljava relaciju gdje je polumjer početne podloške teoretskog bregastog profila. Usklađenost s ovim omjerom osigurava približno jednaku snagu kontakta i za greben i za valjak. Valjak ima veću kontaktnu čvrstoću, ali kako mu je polumjer manji, rotira se većom brzinom i radne točke njegove površine su uključene u veći broj kontakata.

Strukturni profil brega ne bi trebao biti zašiljen ili odrezan. Zbog toga se nameće ograničenje na izbor polumjera valjka, gdje je minimalni polumjer zakrivljenosti teoretskog bregastog profila.

Preporučuje se odabir radijusa valjka iz standardnog raspona promjera u rasponu. Mora se uzeti u obzir da povećanje radijusa valjka povećava dimenzije i težinu potiskivača, pogoršava dinamičke karakteristike mehanizma (smanjuje njegovu prirodnu frekvenciju). Smanjenje radijusa valjka povećava dimenzije grebena i njegovu težinu; Povećava se brzina rotacije valjka, smanjuje se njegova trajnost.

Matematički se to može izraziti na sljedeći način. Ako su ispunjeni uslovi:

Ako su ispunjeni uslovi:

2. Kinematička analiza polužnih mehanizama

2.1. Formulacija problema

2.2. Kinematika ulaznih mehanizama

2.2.1. Crank

2.2.2. Crawler

2.2.3. Klizač za ljuljanje

2.3. Analitičke zavisnosti kinematičke analize za konstruktivne grupe povezane sa podupiračem

2.3.1. Tročlana strukturna grupa

2.3.2. Strukturna grupa "opojna - klizač"

Jednačina zatvorene vektorske petlje:

2.3.3. Rockerske strukturne grupe

2.3.4. Strukturna grupa "šarke - klizač - klizač"

2.3.5. Strukturna grupa "klizač - šarka - klizač"

2.4. Metoda konverzije koordinata

2.5. Opšti redoslijed kinematičke analize

2.6. Prijenosne funkcije, prijenosni omjer

2.6.1. Funkcija prijenosa

2.6.2. Omjer prijenosa

2.7. Grafičko-analitička metoda planova2

3. Cam mehanizmi

3.1. Klasifikacija

3.2. Osnovni geometrijski parametri bregastih mehanizama

3.3. Faze rada bregastih mehanizama. Fazni i projektni uglovi

3.4. Izbor zakona kretanja izlazne veze

3.4.1. Pozicioni mehanizmi

3.4.2. Funkcionalni mehanizmi

3.5. Ugao pritiska u bregastim mehanizmima

3.6. Odnos ugla pritiska i osnovnih geometrijskih parametara bregastog mehanizma

3.6.1. Centralni potisni mehanizam

Za pouzdano određivanje rOmin pomoću formule (3.7), rOmin I mora se izračunati s dovoljno malim korakom u kutu rotacije grebena.

3.6.2. Mehanizam sa potiskom u prisustvu ekscentriciteta

3.7. Određivanje osnovnih geometrijskih parametara

3.7.1. Mehanizmi sa potiskivačem i valjkom ili sa šiljastim potiskom

3.7.2. Mehanizmi plosnatih potiskivača

3.7.3. Mehanizmi sa klackalom i valjkom

3.7.4. Mehanizmi ravnih klackalica

3.8. Izračun profila kamere

3.8.1. Mehanizmi sa potiskivačem i valjkom ili sa šiljastim potiskom

3.8.2. Mehanizmi plosnatih potiskivača

3.8.3. Mehanizmi sa klackalom i valjkom

3.8.4. Određivanje radijusa valjka

4. Mehanizmi zupčanika

4.1. Klasifikacija Zupčanici su vjerovatno najraširenija klasa mehanizama. Veliki izbor ovih mehanizama može se klasifikovati na sledeći način.

4.2. Osnovna teorema povezivanja

4.3. Osnovni parametri evolventnog zupčanika

4.4. Teorijski i radni dio linije zahvata, jedno- i dvoparne zone zahvata, koeficijent preklapanja

4.5. Metode proizvodnje zupčanika

4.5.2. Metoda uhodavanja

Tada (4.11)

4.7.2.2. Hiperboloidni zupčanici

Zupčanik

Pužni zupčanik

4.8. Kinematička analiza zupčastih mehanizama

4.8.1. Mehanizmi redova

4.8.2. Mehanizmi sa srednjim točkovima

4.8.3. Planetarni zupčanici

4.8.4. Talasni zupčasti mehanizmi

4.8.5. Određivanje prijenosnih odnosa složenih zupčastih mehanizama

4.9. Proračun snage zupčastih mehanizama

4.9.1. Proračun obrtnih momenta na vratilima

4.9.2. Napori u brzinama

4.9.3. Određivanje reakcija u osloncima vratila

4.10. Efikasnost menjača

4.10.1. Učinkovitost zupčastih mehanizama sa fiksnim osovinama kotača

4.10.2. Efikasnost planetarnih zupčanika

4.11. Mehanizmi diferencijalnih zupčanika

5. Proračun snage polužnih mehanizama

5.1. Formulacija problema

5.2. Opći postupak za proračun snage

5.3. Vanjske sile

5.4. Određivanje reakcija u kinematičkim parovima strukturnih grupa

5.4.1. Analitičko rješenje

5.4.1.1. Tročlana strukturna grupa

5.4.1.2. Strukturna grupa "opojna - klizač"

5.4.1.3. Rokerske strukturne grupe

5.4.1.4. Strukturna grupa tipa "šarka - klizač - klizač".

5.4.1.5. Strukturna grupa "klizač - šarka - klizač"

5.4.2. Grafičko-analitičko rješenje problema proračuna sila

5.5. Proračun snage radilice

5.5.1. Jednostruka koljenasta ručica

5.5.1.1. Proračun snage radilice pri prenosu obrtnog momenta

5.5.1.2. Proračun snage radilice pri prenosu obrtnog momenta

5.5.2. Dvostruka ručica

5.5.2.1. Obrtni moment se prenosi na radilicu preko zupčanika ili frikcionog para

5.5.2.2. Obrtni moment se prenosi na radilicu preko planetarnog ili valnog mehanizma

6. Mehanizmi ravnoteže

6.1. Postavljanje ciljeva

6.2. Balansiranje rotora

6.2.1. Balansirajući rotori sa poznatom lokacijom neuravnoteženih masa

6.2.2. Balansirajući rotori sa nepoznatom lokacijom neuravnoteženih masa

Rotor se ubrzava po drugi put, spušta se i mjeri se amplituda rezonantnih oscilacija. Označimo ga: a1.

7.2. Metoda livenja

7.3. Dovođenje snaga i momenata

7.4. Smanjenje masa i momenata inercije

7.5. Jednačina kretanja

7.6. Analiza jednadžbe kretanja

3.3. Faze rada bregastih mehanizama. Fazni i projektni uglovi

Cam mehanizmi mogu implementirati zakone kretanja gotovo bilo koje složenosti na izlaznoj vezi. Ali svaki zakon kretanja može se predstaviti kombinacijom sljedećih faza:

1. Faza uklanjanja. Proces pomicanja izlazne karike (točka ili klackalice) kako se točka kontakta između zupca i potisne šipke udaljava od centra rotacije brega.

2. Faza povratka (prilaza). Proces pomeranja izlazne veze dok se tačka kontakta između brega i sledbenika približava centru rotacije brega.

3. Faze stajanja. Situacija u kojoj, s rotirajućim ekscentrom, točka kontakta između brega i potiskivača miruje. Istovremeno razlikuju zatvorena faza– kada je kontaktna tačka u položaju najbližem centru ekscentra, faza dugog boravka– kada je tačka kontakta na najdaljoj poziciji od centra ekscentra i međufaze. Faze zadržavanja nastaju kada se točka kontakta pomiče duž dijela profila zupca koji je oblikovan kao kružni luk povučen iz centra rotacije brega.

Navedena klasifikacija faza prvenstveno se odnosi na pozicione mehanizme.

Svaka faza rada ima svoj fazni ugao rada mehanizma i projektni ugao grebena.

Fazni ugao je ugao kroz koji se grebena mora rotirati da bi se odgovarajuća faza rada završila. Ovi uglovi su označeni slovom  sa indeksom koji označava vrstu faze, na primjer,  U – fazni ugao uklanjanja,  D – daleki fazni ugao,  B – ugao povratne faze,  B – bliski fazni ugao.

Dizajnerski uglovi grebena određuju njegov profil. Označeni su slovom  sa istim indeksima. Na sl. Slika 3.2a prikazuje ove uglove. Oni su ograničeni zracima povučenim iz centra rotacije brega do tačaka na njegovom središnjem profilu u kojima se profil bregata mijenja tokom prijelaza iz jedne faze u drugu.

Na prvi pogled može izgledati da su fazni i projektni uglovi jednaki. Pokažimo da to nije uvijek slučaj. Da bismo to učinili, izvodimo konstrukciju prikazanu na sl. 3.2b. Ovdje je mehanizam sa potiskivačem, ako ima ekscentricitet, ugrađen u položaj koji odgovara početku faze uklanjanja; To– tačka kontakta između ekscentra i potiskača. Dot To’ je pozicija tačke To, što odgovara kraju faze uklanjanja. Iz konstrukcije je jasno da je u redu To zauzeo poziciju To’ brega se mora rotirati za ugao  Y, koji nije jednak  Y, ali različit za ugao e, koji se naziva ugao ekscentriciteta. Za mehanizme sa potiskivačom možemo napisati sljedeće odnose:

 U =  U + e,  B =  B – e,

 D =  D,  B =  B

3.4. Izbor zakona kretanja izlazne veze

Metoda za izbor zakona kretanja izlazne veze zavisi od svrhe mehanizma. Kao što je već napomenuto, prema svojoj namjeni, bregasti mehanizmi su podijeljeni u dvije kategorije: pozicioni i funkcionalni.

3.4.1. Pozicioni mehanizmi

Radi jasnoće, razmotrimo najjednostavniji slučaj dvopozicijskog mehanizma, koji jednostavno "izbacuje" izlaznu vezu iz jednog ekstremnog položaja u drugi i nazad.

Na sl. Na slici 3.3 prikazan je zakon kretanja - graf kretanja potiskača takvog mehanizma, kada je cijeli radni proces predstavljen kombinacijom četiri vaze: uklanjanje, dugo zadržavanje, povratak i blizina stajanja. Ovdje je  ugao rotacije brega, a odgovarajući fazni uglovi su označeni:  y,  d,  c,  b. Kretanje izlazne karike je iscrtano duž ordinatne ose: za mehanizme sa klackalom to je  - ugao njegove rotacije, za mehanizme sa potiskivačom S - kretanje potiskivača.

U ovom slučaju, izbor zakona kretanja se sastoji u određivanju prirode kretanja izlazne veze tokom faza uklanjanja i povratka. Na sl. 3.3 prikazana je neka vrsta krivulje za ove presjeke, ali upravo to treba odrediti. Koji kriterijumi čine osnovu za rešavanje ovog problema?

Idemo od suprotnog. Pokušajmo to učiniti “jednostavno”. Definirajmo linearni zakon pomaka u odsjecima uklanjanja i povratka. Na sl. 3.4 pokazuje do čega će to dovesti. Diferencirajući funkciju () ili S() dvaput, dobijamo da će se teoretski beskonačno, tj. pojaviti na granicama faze. nepredvidiva ubrzanja, a samim tim i inercijska opterećenja. Ova neprihvatljiva pojava naziva se šok tvrde faze.

Da bi se to izbjeglo, izbor zakona kretanja se vrši na osnovu grafa ubrzanja izlazne veze. Na sl. 3.5 pokazuje primjer. Specificira se željeni oblik grafa ubrzanja i njegove funkcije se pronalaze integracijom brzine i pomaka.

Ovisnost ubrzanja izlazne veze u fazama uklanjanja i povratka obično se bira da bude bez šoka, tj. kao kontinuirana funkcija bez skokova ubrzanja. Ali ponekad je za mehanizme male brzine, kako bi se smanjile dimenzije, taj fenomen dopušten meki udarac, kada graf ubrzanja pokazuje skokove, ali za konačan, predvidljiv iznos.

Na sl. 3.6 predstavlja primjere najčešće korištenih vrsta zakona promjene ubrzanja. Funkcije su prikazane za fazu brisanja; za fazu vraćanja su slične, ali su preslikane. Na sl. 3.6 prikazuje simetrične zakone kada je  1 =  2 i priroda krivulja u ovim presjecima je ista. Ako je potrebno, asimetrični zakoni se također primjenjuju kada je  1   2 ili je priroda krivulja u ovim presjecima različita ili oboje.

Izbor određenog tipa zavisi od uslova rada mehanizma, na primer, zakon 3.6d se koristi kada je tokom faze uklanjanja (povratka) potreban deo sa konstantnom brzinom izlazne veze.

Po pravilu, funkcije zakona ubrzanja imaju analitičke izraze, posebno 3.6, a, d - segmenti sinusoida, 3.6, b, c, g - ravni segmenti, 3.6, f - kosinus, pa se stoga njihova integracija radi dobijanja brzina i pomak nije teško . Međutim, vrijednosti amplitude ubrzanja nisu unaprijed poznate, ali je poznata vrijednost pomaka izlazne veze u fazama uklanjanja i povratka. Razmotrimo kako pronaći i amplitudu ubrzanja i sve funkcije koje karakteriziraju kretanje izlazne veze.

Pri konstantnoj ugaonoj brzini rotacije brega, kada su ugao rotacije i vreme povezani izrazom  =  t funkcije se mogu razmatrati i iz vremena i iz kuta rotacije. Razmotrit ćemo ih na vrijeme iu odnosu na mehanizam sa klackalom.

U početnoj fazi postavićemo oblik grafa ubrzanja u obliku normalizovane, odnosno jedinične amplitude funkcije *( t). Za zavisnost na sl. 3.6a bit će *( t) = sin(2 t/T), gdje je T vrijeme kada mehanizam prolazi kroz fazu uklanjanja ili vraćanja. Stvarno ubrzanje izlazne veze:

 2 (t) =  m *(t), (3.1)

gdje je  m amplituda još nepoznata.

Integrirajući izraz (3.1) dvaput, dobijamo:

Integracija se vrši uz početne uslove: za fazu uklanjanja  2 ( t) = 0,  2 ( t) = 0; za fazu povratka  2 ( t) = 0,  2 ( t) =  m . Poznat je potreban maksimalni pomak izlazne veze  m, dakle amplituda ubrzanja

Vrijednost svake funkcije  2 ( t),  2 ( t),  2 (t) može se dodijeliti vrijednostima  2 (),  2 (),  2 (), koje se koriste za dizajniranje mehanizma, kao što je opisano u nastavku.

Treba napomenuti da postoji još jedan razlog za pojavu udaraca u grebenim mehanizmima, vezan za dinamiku njihovog rada. Cam može biti dizajniran i bez šoka, u smislu u kojem smo mislili na ovaj koncept gore. Ali pri velikim brzinama, u mehanizmima sa zatvaranjem sile, potiskivač (klackalica) se može odvojiti od grebena. Nakon nekog vremena, sila zatvaranja vraća kontakt, ali do tog obnavljanja dolazi s udarom. Takve pojave se mogu pojaviti, na primjer, kada je faza povratka podešena premalo. Profil brega se tada u ovoj fazi pokaže strmim i na kraju faze dugog zadržavanja sila zatvaranja nema vremena da osigura kontakt i čini se da se potiskivač odlomio od profila brega na dalekom zadržavanju i čak može odmah da udari u neku tačku kamere na skorom zadržavanju. Za mehanizme s pozitivnim zaključavanjem, valjak se pomiče duž žlijeba u grebenu. Budući da uvijek postoji razmak između valjka i zidova žlijeba, tijekom rada valjak udara o zidove, intenzitet ovih udara također se povećava sa povećanjem brzine rotacije brega. Za proučavanje ovih pojava potrebno je izraditi matematički model rada čitavog mehanizma, ali ova pitanja su izvan okvira ovog predmeta.

"

Dizajn bregastih mehanizama

Sažetak: Cam mehanizmi. Svrha i obim. Izbor zakona kretanja bregastog gurača. Klasifikacija bregastih mehanizama. Glavni parametri. Geometrijska interpretacija analoga brzine. Utjecaj ugla pritiska na rad bregastog mehanizma. Sinteza zupčastog mehanizma. Faze sinteze. Odabir radijusa valjka (zaokruživanje radnog područja potiskivača).

Cam mehanizmi

Radni proces mnogih mašina čini neophodnim da u svom sastavu imaju mehanizme, čije kretanje izlaznih karika mora biti izvedeno striktno prema datom zakonu i usklađeno sa kretanjem drugih mehanizama. Najjednostavniji, najpouzdaniji i kompaktniji za obavljanje ovog zadatka su grebeni mehanizmi.

Zove se kulačkov trolink mehanizam sa višim kinematičkim parom, čija se ulazna karika zove pesnica, a slobodan dan je pusher(ili rocker).

Svojom pesnicom naziva se karika kojoj pripada element višeg kinematičkog para, napravljen u obliku površine promjenjive zakrivljenosti.

Pravolinijski pokretna izlazna veza se zove pusher, a rotirajući (ljuljajući) – rocker.

Često, da bi se trenje klizanja u višem paru zamijenilo trenjem kotrljanja i smanjilo habanje i brega i potiska, u dizajn mehanizma je uključena dodatna karika - valjak i rotacijski kinematički par. Pokretljivost u ovom kinematičkom paru ne mijenja prijenosne funkcije mehanizma i predstavlja lokalnu pokretljivost.

Oni reproduciraju kretanje izlazne veze - potiskivača - teoretski precizno. Zakon kretanja potiskača, specificiran prijenosnom funkcijom, određen je profilom brega i glavna je karakteristika bregastog mehanizma, o čemu zavise njegova funkcionalna svojstva, kao i dinamičke i vibracijske kvalitete. Dizajn bregastog mehanizma podijeljen je u nekoliko faza: dodjeljivanje zakona kretanja potiskivača, odabir strukturnog dijagrama, određivanje glavnih i ukupnih dimenzija, izračunavanje koordinata bregastog profila.

Svrha i obim

Bregasti mehanizmi su dizajnirani da pretvore rotacijsko ili translacijsko kretanje brega u povratno ili povratno kretanje sljedbenika. Važna prednost zupčastih mehanizama je mogućnost da se osigura precizno poravnanje izlazne veze. Ova prednost je odredila njihovu široku upotrebu u najjednostavnijim uređajima za cikličku automatizaciju i u mehaničkim računskim uređajima (aritmometri, kalendarski mehanizmi). Cam mehanizmi se mogu podijeliti u dvije grupe. Mehanizmi prvog osiguravaju kretanje potiskivača prema datom zakonu kretanja. Mehanizmi druge grupe osiguravaju samo određeno maksimalno kretanje izlazne veze - hod potiska. U ovom slučaju, zakon po kojem se ovo kretanje vrši bira se iz skupa standardnih zakona kretanja u zavisnosti od uslova rada i tehnologije proizvodnje.

Izbor zakona kretanja bregastog gurača

Zakon kretanja potisnika naziva se funkcija kretanja (linearnog ili kutnog) potiskivača, kao i jedan od njegovih derivata, uzet u odnosu na vrijeme ili generaliziranu koordinatu - kretanje vodeće karike - brega. Prilikom projektiranja bregastog mehanizma s dinamičke točke gledišta, preporučljivo je poći od zakona promjene ubrzanja potiskača, budući da su ubrzanja ta koja određuju inercijalne sile koje nastaju tijekom rada mehanizma.

Postoje tri grupe zakona kretanja, koje karakterišu sledeće karakteristike:

1. kretanje potiskivača je praćeno snažnim udarcima,

2. kretanje potiskivača je praćeno blagim udarcima,

3. Gurač se kreće bez udara.

Vrlo često, uvjeti proizvodnje zahtijevaju da se potiskivač kreće konstantnom brzinom. Prilikom primjene takvog zakona kretanja potiskivača u mjestu nagle promjene brzine, ubrzanje teoretski dostiže beskonačnost, a dinamička opterećenja bi također trebala biti beskonačno velika. U praksi, zbog elastičnosti karika, ne postiže se beskonačno veliko dinamičko opterećenje, ali se njegova veličina i dalje pokazuje vrlo velikom. Takvi udari se nazivaju "tvrdi" i dopušteni su samo u mehanizmima male brzine i s malim težinama potiska.

Lagani udari prate rad zupčastog mehanizma ako funkcija brzine nema diskontinuitet, ali funkcija ubrzanja (ili analogna ubrzanja) potiskivača prolazi kroz diskontinuitet. Trenutna promjena ubrzanja za konačnu vrijednost uzrokuje oštru promjenu dinamičkih sila, koja se također manifestira u obliku udara. Međutim, ovi udari su manje opasni.

Grebenasti mehanizam radi glatko, bez udaraca, ako se funkcije brzine i ubrzanja potiskivača ne prekidaju, mijenjaju se glatko i pod uvjetom da su brzine i ubrzanja na početku i na kraju kretanja jednake nuli.

Zakon kretanja potiskača može se specificirati kako u analitičkom obliku - u obliku jednačine, tako iu grafičkom obliku - u obliku dijagrama. U zadacima za predmetni projekat susreću se sljedeći zakoni promjene analoga ubrzanja centra potisnog valjka, dati u obliku dijagrama:

Ravnomjerno ubrzani zakon promjene u analogu ubrzanja potiskivača; sa ravnomjerno ubrzanim zakonom kretanja potiskača, dizajnirani zupčasti mehanizam će doživjeti meke udare na početku i na kraju svakog od intervala.

Trokutasti zakon promjene analoga ubrzanja osigurava rad bregastog mehanizma bez udaraca.

Trapezni zakon promjene u analogu ubrzanja također osigurava rad mehanizma bez udaraca.

Sinusoidni zakon promjene analognog ubrzanja. Pruža najveću glatkoću kretanja (karakteristično je da se ne samo brzina i ubrzanje, već i derivati ​​višeg reda mijenjaju glatko). Međutim, za ovaj zakon kretanja, maksimalno ubrzanje pri istim faznim uglovima i hodu potiskivača ispada veće nego u slučaju ravnomjerno ubrzanog i trapeznog zakona promjene analoga ubrzanja. Nedostatak ovog zakona kretanja je što se povećanje brzine na početku uspona, a samim tim i sam uspon odvija sporo.

Kosinusni zakon promjene u analogu ubrzanja uzrokuje meke udare na početku i na kraju hoda potiska. Međutim, kod kosinusnog zakona dolazi do brzog povećanja brzine na početku hoda i brzog smanjenja na kraju, što je poželjno kada se radi sa mnogim mehanizmom bregastog hoda.

Sa stanovišta dinamičkih opterećenja, zakoni bez udara su poželjni. Međutim, bregovi s takvim zakonima kretanja su tehnološki složeniji, jer zahtijevaju precizniju i složeniju opremu, pa je njihova proizvodnja znatno skuplja. Zakoni s jakim udarima imaju vrlo ograničenu primjenu i koriste se u nekritičnim mehanizmima pri malim brzinama i maloj izdržljivosti. Preporučljivo je koristiti bregove sa zakonima bez šoka u mehanizmima sa velikim brzinama kretanja sa strogim zahtjevima za preciznost i izdržljivost. Najrasprostranjeniji su zakoni kretanja s mekim udarima, uz pomoć kojih je moguće osigurati racionalnu kombinaciju troškova proizvodnje i radnih karakteristika mehanizma.

Glavne dimenzije zupčastih mehanizama određuju se iz kinematičke, dinamičke i strukturne uslovima. Kinematic uslovi su određeni činjenicom da mehanizam mora da reprodukuje dati zakon kretanja. Dynamic Uslovi su veoma različiti, ali glavna stvar je da mehanizam ima visoku efikasnost. Konstruktivno zahtjevi se određuju iz uslova dovoljne čvrstoće pojedinih dijelova mehanizma - otpornosti na habanje kontaktnih kinematičkih parova. Projektovani mehanizam mora imati najmanje dimenzije.

Sl.6.4. O analizi sile bregastog mehanizma s translatorno-pokretnim potisnikom.

Sl.6.5. Proučiti ugao pritiska u zupčastom mehanizmu

Na sl. 6.4 prikazuje bregasti mehanizam sa potisnikom 2, koji se završava šiljkom. Ako zanemarimo trenje u višem kinematičkom paru, tada će sila koja djeluje na potiskivač 2 sa strane brega 1. Ugao koji formira normala n-n na profil brega 1. Ugao koji formiraju normala n-n i smjer kretanja potiskača 2 je ugao pritiska i ugao jednak , je ugao prenosa. Ako uzmemo u obzir ravnotežu potiska 2 (slika 10.5) i sve sile dovedemo u tačku , tada će potiskivač biti pod djelovanjem pogonske sile, smanjene sile otpora T, uzimajući u obzir korisni otpor, silu opruge, silu inercije, i redukovana sila trenja F. Iz jednadžbe ravnoteže sile koje djeluju na potiskivač 2, imamo

Smanjena sila trenja T je jednaka

Gdje je koeficijent trenja u vodilicama;

Dužina vodilice;

Pusher overhang.

Tada iz jednadžbe ravnoteže sila dobijamo da je sila trenja jednaka

Trenutna efikasnost mehanizma bez uzimanja u obzir trenja u višem paru i ležaju bregastog vratila može se odrediti formulom

Produženje k potiska je jednako (slika 6.5)

gdje je b konstantna udaljenost od tačke N oslonca potiskivača 2 do ose A rotacije grebena;

Najmanji radijus vektor bregastog 1

Pomicanje potiskivača 2.

Od sl. 6.5 dobijamo

Iz jednačine (6.7) dobijamo

Tada će efikasnost biti jednaka

Iz jednakosti (6.9) slijedi da efikasnost opada sa povećanjem ugla pritiska. Grebenasti mehanizam se može zaglaviti ako je sila (slika 6.5) . Do zastoja će doći ako je efikasnost nula. Tada iz jednakosti (6.9) dobijamo

Kritični ugao pod kojim dolazi do zaglavljivanja mehanizma, i analog je brzine koja odgovara ovom uglu.

Tada ćemo za kritični ugao pritiska imati:

Iz jednakosti (6.10) slijedi da kritični ugao pritiska opada sa povećanjem udaljenosti, tj. sa povećanjem dimenzija mehanizma. Približno možemo pretpostaviti da je vrijednost analoga brzine koja odgovara kritičnom kutu jednaka maksimalnoj vrijednosti ovog analoga, tj.

Zatim, ako su date dimenzije mehanizma i zakon gibanja potiskivača, može se odrediti vrijednost ugla kritičnog pritiska. Mora se imati na umu da do zaglavljivanja mehanizma obično dolazi samo u fazi podizanja, što odgovara savladavanju korisnog otpora, sile inercije potiska i sile opruge, tj. kada se savlada određena smanjena sila otpora T (slika 6.5). Tokom faze spuštanja ne dolazi do pojave zaglavljivanja.

Da bi se eliminisala mogućnost zaglavljivanja mehanizma tokom projektovanja, postavlja se uslov da ugao pritiska u svim pozicijama mehanizma bude manji od kritičnog ugla. Ako je maksimalni dozvoljeni ugao pritiska označen sa , tada ovaj ugao mora uvek zadovoljiti uslov

u praksi se uzima kut pritiska za bregaste mehanizme sa potiskivačem koji se progresivno kreće

Za bregaste mehanizme sa rotirajućim klackastim krakom, kod kojih je manje vjerovatno zaglavljivanje, maksimalni kut pritiska

Prilikom dizajniranja bregova, u proračunima možete uzeti u obzir ne kut pritiska, već kut prijenosa. Ovaj ugao mora zadovoljiti uslove

6.4. Određivanje ugla pritiska kroz glavne parametre bregastog mehanizma

Ugao pritiska se može izraziti kroz osnovne parametre bregastog mehanizma. Da biste to uradili, razmotrite bregasti mehanizam (slika 6.4) sa potiskivačem koji se progresivno kreće 2. Povlačimo normalnu liniju i nalazimo trenutni centar rotacije u relativnom kretanju karika 1 i 2. Iz ovoga imamo:

Iz jednakosti (6.13) proizilazi da su odabranim zakonom gibanja i veličine dimenzije brega određene polumjerom, dobijamo manje kutove pritiska, ali veće dimenzije bregastog mehanizma.

I obrnuto, ako smanjite, tada se uglovi pritiska povećavaju i efikasnost mehanizma se smanjuje. Ako u mehanizmu (slika 6.5) os kretanja potiskača prolazi kroz os rotacije grebena i , tada će jednakost (6.13) poprimiti oblik