Προσδιορισμός των κύριων παραμέτρων του μηχανισμού έκκεντρου. Σχεδιασμός μηχανισμών έκκεντρου. Φάσεις λειτουργίας μηχανισμών έκκεντρου. Φάση και γωνίες σχεδίασης

ΔΙΑΛΕΞΗ 17-18

L-17Περίληψη: Σκοπός και πεδίο εφαρμογής μηχανισμοί έκκεντρου, κύρια πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Ταξινόμηση μηχανισμών έκκεντρου. Βασικές παράμετροι μηχανισμών έκκεντρου. Δομή του μηχανισμού έκκεντρου. Κυκλόγραμμα λειτουργίας του μηχανισμού έκκεντρου.

Περίληψη L-18:Τυπικοί νόμοι της κίνησης ώθησης. Κριτήρια απόδοσης του μηχανισμού και γωνία πίεσης κατά τη μετάδοση κίνησης στο ανώτερο κινηματικό ζεύγος. Δήλωση του προβλήματος της μετρικής σύνθεσης. Στάδια σύνθεσης. Μετρική σύνθεση μηχανισμού έκκεντρου με προοδευτικά κινούμενο ωστήρα.

Ερωτήσεις ελέγχου.

Μηχανισμοί κάμερας:

Κουλάτσκοφπου ονομάζεται μηχανισμός τριών συνδέσμων με υψηλότερο κινηματικό ζεύγος, ο σύνδεσμος εισόδου ονομάζεται έκκεντρο και ο σύνδεσμος εξόδου ονομάζεται προωθητής (ή βραχίονας ώθησης). Συχνά, για να αντικατασταθεί η τριβή ολίσθησης στο υψηλότερο ζεύγος με τριβή κύλισης και να μειωθεί η φθορά τόσο του έκκεντρου όσο και του ωστήρα, ένας πρόσθετος σύνδεσμος περιλαμβάνεται στη σχεδίαση του μηχανισμού - ένας κύλινδρος και ένα περιστροφικό κινηματικό ζεύγος. Η κινητικότητα σε αυτό το κινηματικό ζεύγος δεν αλλάζει τις λειτουργίες μεταφοράς του μηχανισμού και είναι τοπική κινητικότητα.

Σκοπός και πεδίο εφαρμογής:

Οι μηχανισμοί έκκεντρου έχουν σχεδιαστεί για να μετατρέπουν την περιστροφική ή μεταφορική κίνηση ενός έκκεντρου σε παλινδρομική ή παλινδρομική κίνηση ενός οπαδού. Ταυτόχρονα, σε έναν μηχανισμό με δύο κινούμενους κρίκους, είναι δυνατό να πραγματοποιηθεί η μετατροπή της κίνησης σύμφωνα με έναν περίπλοκο νόμο. Σημαντικό πλεονέκτημαΟι μηχανισμοί έκκεντρου είναι η ικανότητα να διασφαλίζεται η ακριβής ευθυγράμμιση της ζεύξης εξόδου. Αυτό το πλεονέκτημα καθόρισε την ευρεία χρήση τους στις απλούστερες συσκευές κυκλικού αυτοματισμού (εκκεντροφόρος άξονας) και σε μηχανικές υπολογιστικές συσκευές (αριθμόμετρα, ημερολογιακούς μηχανισμούς). Οι μηχανισμοί έκκεντρου μπορούν να χωριστούν σε δύο ομάδες. Οι μηχανισμοί του πρώτου εξασφαλίζουν την κίνηση του προωθητή σύμφωνα με έναν δεδομένο νόμο κίνησης. Οι μηχανισμοί της δεύτερης ομάδας παρέχουν μόνο την καθορισμένη μέγιστη κίνηση του συνδέσμου εξόδου - την διαδρομή του ωστήρα. Σε αυτή την περίπτωση, ο νόμος με τον οποίο πραγματοποιείται αυτή η κίνηση επιλέγεται από ένα σύνολο τυπικών νόμων κίνησης ανάλογα με τις συνθήκες λειτουργίας και την τεχνολογία κατασκευής.

Ταξινόμηση μηχανισμών έκκεντρου:

Οι μηχανισμοί έκκεντρου ταξινομούνται σύμφωνα με τα ακόλουθα κριτήρια:

κατά τη θέση των συνδέσμων στο διάστημα

χωρική
διαμέρισμα

με κίνηση έκκεντρου

περιστροφικός
προοδευτικός

με την κίνηση του συνδέσμου εξόδου

παλινδρομικά (με ωθητή)
παλινδρομική περιστροφή (με βραχίονα παλινδρόμησης)

ανάλογα με τη διαθεσιμότητα βίντεο

με ρολό
χωρίς ρολό

από τον τύπο του έκκεντρου

δίσκος (επίπεδος)
κυλινδρικός

σύμφωνα με το σχήμα της επιφάνειας εργασίας του συνδέσμου εξόδου

διαμέρισμα
αιχμηρός
κυλινδρικός
σφαιρικός

με τη μέθοδο κλεισίματος των στοιχείων του υψηλότερου ζεύγους

εξουσία
γεωμετρικός

Κατά τη διάρκεια ενός κλεισίματος με δύναμη, ο προωθητής αφαιρείται με την επίδραση της επιφάνειας επαφής του έκκεντρου στο ωστήριο (ο κινητήριος σύνδεσμος είναι το έκκεντρο, ο κινητήριος σύνδεσμος είναι ο ωστήρας). Η κίνηση του ωθητήρα κατά την προσέγγιση πραγματοποιείται λόγω της ελαστικής δύναμης του ελατηρίου ή της δύναμης του βάρους του ωθητή, ενώ το έκκεντρο δεν είναι ο κινητήριος σύνδεσμος. Με το γεωμετρικό κλείσιμο, η κίνηση του ωστήρα κατά την απομάκρυνση πραγματοποιείται με τη δράση της εξωτερικής επιφάνειας εργασίας του έκκεντρου στον ωστήρα και όταν πλησιάζει - με τη δράση της εσωτερικής επιφάνειας εργασίας του έκκεντρου στον ωστήρα. Και στις δύο φάσεις κίνησης, το έκκεντρο είναι ο κύριος σύνδεσμος, ο προωθητής είναι ο κινητήριος σύνδεσμος.

Κυκλόγραμμα λειτουργίας του μηχανισμού έκκεντρου

Ρύζι. 2

Οι περισσότεροι εκκεντροφόροι μηχανισμοί είναι κυκλικοί μηχανισμοί με περίοδο κύκλου ίση με 2p. Στον κύκλο κίνησης ώθησης, γενικά, μπορούν να διακριθούν τέσσερις φάσεις (Εικ. 2): αφαίρεση από την πλησιέστερη (σε σχέση με το κέντρο περιστροφής του έκκεντρου) προς την πιο απομακρυσμένη θέση, την πιο απομακρυσμένη θέση (ή τη στάση στην πιο απομακρυσμένη θέση) , επιστροφή από την πιο μακρινή θέση στην πλησιέστερη και πλησιέστερη στάση (όρθια στην πλησιέστερη θέση). Σύμφωνα με αυτό, οι γωνίες περιστροφής έκκεντρου ή οι γωνίες φάσης χωρίζονται σε:

γωνία μετατόπισης ιy
μακρινή όρθια γωνία j d
γωνία επιστροφής j σε
κοντά στη γωνία στάσης ι β .

Ποσό φ y + φ d + φ vονομάζεται γωνία εργασίας και ορίζεται φ r.Επομένως,

φ y + φ d + φ c = φ r.

Κύριες παράμετροι του μηχανισμού έκκεντρου

Το έκκεντρο μηχανισμού χαρακτηρίζεται από δύο προφίλ: κεντρικό (ή θεωρητικό) και κατασκευαστικό. Κάτω από εποικοδομητικόςαναφέρεται στο εξωτερικό προφίλ λειτουργίας του έκκεντρου. Θεωρητικό ή κέντροείναι ένα προφίλ που, στο σύστημα συντεταγμένων του έκκεντρου, περιγράφει το κέντρο του κυλίνδρου (ή τη στρογγυλοποίηση του προφίλ εργασίας του ωστήρα) όταν ο κύλινδρος κινείται κατά μήκος του δομικού προφίλ του έκκεντρου. Η γωνία φάσης ονομάζεται γωνία περιστροφής του έκκεντρου. Γωνία προφίλ diείναι η γωνιακή συντεταγμένη του τρέχοντος σημείου λειτουργίας του θεωρητικού προφίλ, που αντιστοιχεί στην τρέχουσα γωνία φάσης ji.
Γενικά, η γωνία φάσης δεν είναι ίση με τη γωνία προφίλ ji¹di.
Στο Σχ. Το σχήμα 17.2 δείχνει ένα διάγραμμα ενός μηχανισμού επίπεδου έκκεντρου με δύο τύπους ζεύξης εξόδου: εκτός άξονα με μεταφορική κίνηση και αιώρηση (με παλινδρομική περιστροφική κίνηση). Αυτό το διάγραμμα δείχνει τις κύριες παραμέτρους των μηχανισμών επίπεδων έκκεντρων.

Στην Εικόνα 17.2:

Το θεωρητικό προφίλ έκκεντρου συνήθως αναπαρίσταται σε πολικές συντεταγμένες από τη σχέση ri = f(di),
όπου ri είναι το διάνυσμα ακτίνας του τρέχοντος σημείου του θεωρητικού ή κεντρικού προφίλ του έκκεντρου.

Δομή μηχανισμών έκκεντρου

Στον εκκεντροφόρο μηχανισμό με ρολό υπάρχουν δύο διαφορετικές κινήσεις λειτουργικό σκοπό: W 0 = 1 - η κύρια κινητικότητα του μηχανισμού με τον οποίο πραγματοποιείται ο μετασχηματισμός της κίνησης σύμφωνα με έναν δεδομένο νόμο, W m = 1 - τοπική κινητικότητα, η οποία εισάγεται στον μηχανισμό για να αντικαταστήσει την τριβή ολίσθησης στο υψηλότερο ζεύγος με τριβή κύλισης.

Κινηματική ανάλυση του εκκεντροφόρου μηχανισμού

Η κινηματική ανάλυση του μηχανισμού έκκεντρου μπορεί να πραγματοποιηθεί με οποιαδήποτε από τις μεθόδους που περιγράφονται παραπάνω. Κατά τη μελέτη μηχανισμών έκκεντρου με έναν τυπικό νόμο κίνησης του συνδέσμου εξόδου, χρησιμοποιείται συχνότερα η μέθοδος των κινηματικών διαγραμμάτων. Για την εφαρμογή αυτής της μεθόδου, είναι απαραίτητο να οριστεί ένα από τα κινηματικά διαγράμματα. Δεδομένου ότι ο μηχανισμός έκκεντρου καθορίζεται κατά την κινηματική ανάλυση, το κινηματικό του διάγραμμα και το σχήμα του δομικού προφίλ του έκκεντρου είναι γνωστά. Το διάγραμμα μετατόπισης κατασκευάζεται με την ακόλουθη σειρά (για μηχανισμό με μεταφορικά κινούμενο ωστήρα εκτός άξονα):

κατασκευάζεται μια οικογένεια κύκλων με ακτίνα ίση με την ακτίνα του κυλίνδρου, εφαπτομένη στο δομικό προφίλ του έκκεντρου. τα κέντρα των κύκλων αυτής της οικογένειας συνδέονται με μια ομαλή καμπύλη και προκύπτει το κέντρο ή το θεωρητικό προφίλ του έκκεντρου
κύκλοι ακτίνων ταιριάζουν στο κεντρικό προφίλ που προκύπτει r0 και r0 +hAmax , προσδιορίζεται το μέγεθος της εκκεντρότητας μι
από το μέγεθος των περιοχών που δεν συμπίπτουν με τα τόξα κύκλων ακτίνων r0 και r0 +hAmax , προσδιορίζονται οι γωνίες φάσης jwork, jу, jдв και jс
τόξο ενός κύκλου r , που αντιστοιχεί στη γωνία φάσης λειτουργίας, χωρίζεται σε πολλά διακριτά τμήματα. μέσω των σημείων διαίρεσης, οι ευθείες γραμμές σύρονται εφαπτομενικά στον κύκλο της ακτίνας εκκεντρότητας (αυτές οι γραμμές αντιστοιχούν στις θέσεις του άξονα του ωστήρα στην κίνησή του σε σχέση με το έκκεντρο)
Σε αυτές τις ευθείες γραμμές μετρώνται τα τμήματα που βρίσκονται μεταξύ του κεντρικού προφίλ και του κύκλου της ακτίνας r 0 ; αυτά τα τμήματα αντιστοιχούν στις κινήσεις του κέντρου του κυλίνδρου ώθησης SВi
με βάση τις ληφθείσες κινήσεις SВi κατασκευάζεται ένα διάγραμμα της συνάρτησης θέσης του κέντρου του κυλίνδρου ώθησης SВi= f(j1)

Στο Σχ. Το σχήμα 17.4 δείχνει ένα διάγραμμα για την κατασκευή μιας συνάρτησης θέσης για έναν μηχανισμό έκκεντρου με έναν κεντρικό (e=0) μεταφορικά κινούμενο ακολούθως κυλίνδρου.

Τυπικοί νόμοι της κίνησης ώθησης .

Κατά το σχεδιασμό μηχανισμών έκκεντρου, ο νόμος της κίνησης του προωθητή επιλέγεται από ένα σύνολο τυπικών.

Οι τυπικοί νόμοι της κίνησης χωρίζονται σε νόμους με σκληρές και μαλακές κρούσεις και σε νόμους χωρίς κρούση. Από την άποψη των δυναμικών φορτίων, είναι επιθυμητοί νόμοι χωρίς κραδασμούς. Ωστόσο, τα έκκεντρα με τέτοιους νόμους κίνησης είναι τεχνολογικά πιο περίπλοκα, καθώς απαιτούν πιο ακριβή και πολύπλοκο εξοπλισμό και επομένως είναι σημαντικά πιο ακριβά στην κατασκευή τους. Οι νόμοι με σκληρές κρούσεις έχουν πολύ περιορισμένη εφαρμογή και χρησιμοποιούνται σε μη κρίσιμους μηχανισμούς σε χαμηλές ταχύτητες και χαμηλή αντοχή. Συνιστάται η χρήση έκκεντρων με νόμους χωρίς κραδασμούς σε μηχανισμούς με υψηλές ταχύτητες κίνησης με αυστηρές απαιτήσεις για ακρίβεια και αντοχή. Οι πιο διαδεδομένοι είναι οι νόμοι της κίνησης με μαλακές κρούσεις, με τη βοήθεια των οποίων είναι δυνατόν να εξασφαλιστεί ένας ορθολογικός συνδυασμός κόστους κατασκευής και χαρακτηριστικά απόδοσηςμηχανισμός.

Μετά την επιλογή του τύπου του νόμου της κίνησης, συνήθως χρησιμοποιώντας τη μέθοδο των κινηματικών διαγραμμάτων, πραγματοποιείται γεωμετρική κινηματική μελέτη του μηχανισμού και καθορίζεται ο νόμος κίνησης του ωστήρα και ο νόμος μεταβολής ανά κύκλο της πρώτης συνάρτησης μεταφοράς. (βλέπω. διάλεξη 3- μέθοδος κινηματικών διαγραμμάτων).

Πίνακας 17.1

Για την εξέταση

Κριτήρια απόδοσης και γωνία πίεσης κατά τη μετάδοση κίνησης V υψηλότερο κινηματικό ζεύγος.

Γωνία πίεσηςορίζει τη θέση του κανονικού p-pστο υψηλότερο κιβώτιο ταχυτήτων σε σχέση με το διάνυσμα της ταχύτητας και το σημείο επαφής του κινούμενου συνδέσμου (Εικ. 3, α, β). Η τιμή του καθορίζεται από τις διαστάσεις του μηχανισμού, τη λειτουργία μεταφοράς και την κίνηση του ωθητή μικρό .

Γωνία μετάδοσης κίνησης γ- γωνία μεταξύ των διανυσμάτων υ 2Και υ rel.απόλυτες και σχετικές (σε σχέση με το έκκεντρο) ταχύτητες αυτού του σημείου του ωστήρα, το οποίο βρίσκεται στο σημείο επαφής ΕΝΑ(Εικ. 3, α, β):

Αν αγνοήσουμε τη δύναμη τριβής μεταξύ του έκκεντρου και του ωθητή, τότε η δύναμη που οδηγεί τον ωθητή (κινητήρια δύναμη) είναι πίεση Qέκκεντρο που εφαρμόζεται στο ωστήριο στο σημείο ΕΝΑκαι κατευθύνεται κατά μήκος της κοινής κανονικής p-pστο προφίλ κάμερας και ακόλουθου. Ας σπάσουμε τη δύναμη Qσε αμοιβαία κάθετες συνιστώσες Ε 1Και Q 2, εκ των οποίων το πρώτο κατευθύνεται προς την κατεύθυνση της ταχύτητας υ 2.Δύναμη Ε 1κινεί τον ωστήρα, ενώ ξεπερνά κάθε χρήσιμη (σχετική με την εκτέλεση τεχνολογικών εργασιών) και επιβλαβή (δυνάμεις τριβής) αντίσταση που εφαρμόζεται στον ωστήρα. Δύναμη Ε 2αυξάνει τις δυνάμεις τριβής στο κινηματικό ζεύγος που σχηματίζεται από τον ωστήρα και τη βάση.

Προφανώς, με φθίνουσα γωνία γ δύναμη Ε 1μειώνεται και δύναμη Q 2 αυξήσεις. Σε μια ορισμένη γωνία γ μπορεί να αποδειχθεί ότι η δύναμη Ε 1δεν θα μπορέσει να ξεπεράσει όλη την αντίσταση που εφαρμόζεται στον ωστήρα και ο μηχανισμός δεν θα λειτουργήσει. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται σφήνωμαμηχανισμός και γωνία γ , στην οποία εμφανίζεται ονομάζεται γωνία σφήνωσης γ σφραγίδα

Κατά το σχεδιασμό ενός μηχανισμού έκκεντρου, καθορίζεται η επιτρεπόμενη τιμή της γωνίας πίεσης επιπλέον, διασφαλίζοντας την εκπλήρωση της προϋπόθεσης γ ≥ γ min > γ κλείσιμο , δηλ. τρέχουσα γωνία γ σε κανένα σημείο του μηχανισμού έκκεντρου η ελάχιστη γωνία μετάδοσης δεν πρέπει να είναι μικρότερη από γm σε και υπερβαίνουν σημαντικά τη γωνία εμπλοκής γ κλείσιμο .

Για μηχανισμούς έκκεντρου με προοδευτικά κινούμενο ωστήριο, συνιστάται γ min = 60°(Εικ. 3, ΕΝΑ) Και γ min = 45°- μηχανισμοί με περιστρεφόμενο ωστήρα (Εικ. 3, σι).

Προσδιορισμός των κύριων διαστάσεων του μηχανισμού έκκεντρου.

Οι διαστάσεις του μηχανισμού έκκεντρου καθορίζονται λαμβάνοντας υπόψη την επιτρεπόμενη γωνία πίεσης στο άνω ζεύγος.

Συνθήκη που πρέπει να ικανοποιείται από τη θέση του κέντρου περιστροφής του έκκεντρου ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ 1 : οι γωνίες πίεσης κατά τη φάση αφαίρεσης σε όλα τα σημεία του προφίλ πρέπει να είναι μικρότερες από την επιτρεπόμενη τιμή. Επομένως, γραφικά η περιοχή της θέσης του σημείου ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ 1 μπορεί να προσδιοριστεί από μια οικογένεια ευθειών γραμμών που χαράσσονται σε επιτρεπόμενη γωνία πίεσης ως προς το διάνυσμα της πιθανής ταχύτητας του κεντρικού σημείου προφίλ που ανήκει στον ωθητή. Μια γραφική ερμηνεία των παραπάνω για τον ωθητή και τον βραχίονα ώθησης δίνεται στο Σχ. 17.5. Κατά τη φάση της αφαίρεσης, κατασκευάζεται ένα διάγραμμα εξάρτησης μικρό σι = f(j1).Αφού στο rocker το σημείο ΣΕ κινείται κατά μήκος ενός τόξου κύκλου ακτίνας lBC, τότε για μηχανισμό με βραχίονα στροφέα το διάγραμμα κατασκευάζεται σε καμπυλόγραμμες συντεταγμένες. Όλες οι κατασκευές στο διάγραμμα πραγματοποιούνται στην ίδια κλίμακα, δηλαδή m l = m Vq = m S .

Κατά τη σύνθεση ενός μηχανισμού έκκεντρου, όπως και στη σύνθεση οποιουδήποτε μηχανισμού, επιλύονται ορισμένα προβλήματα, δύο από τα οποία εξετάζονται στο μάθημα TMM:
επιλογή μπλοκ διάγραμμακαι προσδιορισμός των κύριων διαστάσεων των συνδέσμων του μηχανισμού (συμπεριλαμβανομένου του προφίλ έκκεντρου).

Στάδια σύνθεσης

Το πρώτο στάδιο της σύνθεσης είναι δομικό.Το μπλοκ διάγραμμα καθορίζει τον αριθμό των συνδέσμων του μηχανισμού. αριθμός, τύπος και κινητικότητα κινηματικών ζευγών· αριθμός περιττών συνδέσεων και τοπική κινητικότητα. Κατά τη διάρκεια της δομικής σύνθεσης, είναι απαραίτητο να αιτιολογηθεί η εισαγωγή κάθε πλεονάζουσας σύνδεσης και τοπικής κινητικότητας στο διάγραμμα μηχανισμού. Οι καθοριστικές συνθήκες κατά την επιλογή ενός δομικού διαγράμματος είναι: ο καθορισμένος τύπος μετασχηματισμού κίνησης, η θέση των αξόνων των συνδέσμων εισόδου και εξόδου. Η κίνηση εισόδου στον μηχανισμό μετατρέπεται σε έξοδο, για παράδειγμα, περιστροφική σε περιστροφική, περιστροφική σε μεταφορική κ.λπ. Εάν οι άξονες είναι παράλληλοι, τότε επιλέγεται ένα επίπεδο διάγραμμα μηχανισμού. Όταν τέμνονται ή τέμνονται άξονες, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιείται ένα χωρικό διάγραμμα. Στους κινηματικούς μηχανισμούς, τα φορτία είναι μικρά, επομένως μπορούν να χρησιμοποιηθούν ωθητές με μυτερή άκρη. Στους μηχανισμούς ισχύος, για να αυξηθεί η ανθεκτικότητα και να μειωθεί η φθορά, εισάγεται ένας κύλινδρος στο κύκλωμα του μηχανισμού ή αυξάνεται η μειωμένη ακτίνα καμπυλότητας των επιφανειών επαφής του υψηλότερου ζεύγους.

Το δεύτερο στάδιο της σύνθεσης είναι το μετρικό.Σε αυτό το στάδιο, καθορίζονται οι κύριες διαστάσεις των συνδέσμων του μηχανισμού, οι οποίες παρέχουν τον δεδομένο νόμο μετασχηματισμού της κίνησης στον μηχανισμό ή τη δεδομένη συνάρτηση μεταφοράς. Όπως σημειώθηκε παραπάνω, η συνάρτηση μεταφοράς είναι ένα καθαρά γεωμετρικό χαρακτηριστικό του μηχανισμού και, επομένως, το πρόβλημα της μετρικής σύνθεσης είναι ένα καθαρά γεωμετρικό πρόβλημα, ανεξάρτητο από το χρόνο ή τις ταχύτητες. Τα κύρια κριτήρια που καθοδηγούν τον σχεδιαστή κατά την επίλυση προβλημάτων μετρικής σύνθεσης είναι: η ελαχιστοποίηση των διαστάσεων και, κατά συνέπεια, της μάζας. ελαχιστοποίηση της γωνίας πίεσης στον άνω ατμό. αποκτώντας ένα τεχνολογικά προηγμένο σχήμα προφίλ έκκεντρου.

Δήλωση του προβλήματος της μετρικής σύνθεσης

Δεδομένος:
Μπλοκ διάγραμμα του μηχανισμού. νόμος της κίνησης του συνδέσμου εξόδου μικρό σι = f(j1)
ή τις παραμέτρους του - η σι, jwork = jу + jdv + jс, επιτρεπόμενη γωνία πίεσης - |J|
Πρόσθετες πληροφορίες: Roller Radius r p, διάμετρος εκκεντροφόρου άξονα ρεγ, εκκεντρικότητα μι(για μηχανισμό με ωστήρα που κινείται προοδευτικά) , κεντρική απόσταση ένα wi και rocker μήκος μεγάλο BC (για μηχανισμό με παλινδρομική περιστροφή του συνδέσμου εξόδου).

Καθορίζω:
ακτίνα της αρχικής ροδέλας με έκκεντρο r 0 ; ακτίνα κυλίνδρου r 0 ; συντεταγμένες του κέντρου και δομικό προφίλ του έκκεντρου r i = f(di)
και, αν δεν προσδιορίζεται, τότε εκκεντρότητα e και απόσταση κέντρου ένα w.

Αλγόριθμος σχεδιασμού μηχανισμού έκκεντρου με βάση την επιτρεπόμενη γωνία πίεσης

Η επιλογή κέντρου είναι δυνατή σε σκιασμένες περιοχές. Επιπλέον, πρέπει να επιλέξετε με τέτοιο τρόπο ώστε να διασφαλίζετε τις ελάχιστες διαστάσεις του μηχανισμού. Ελάχιστη ακτίνα r 1 * παίρνουμε, αν συνδέσουμε την κορυφή της περιοχής που προκύπτει, το σημείο Περίπου 1* , με την προέλευση. Με αυτήν την επιλογή ακτίνας, σε οποιοδήποτε σημείο του προφίλ κατά τη φάση αφαίρεσης, η γωνία πίεσης θα είναι μικρότερη ή ίση με την επιτρεπόμενη. Ωστόσο, το έκκεντρο πρέπει να είναι κατασκευασμένο με εκκεντρικότητα μι* . Σε μηδενική εκκεντρότητα, η ακτίνα της αρχικής ροδέλας θα καθοριστεί από το σημείο O e0 . Η ακτίνα είναι ίση με r e 0 , δηλαδή σημαντικά περισσότερο από το ελάχιστο. Με τη ζεύξη εξόδου - έναν βραχίονα, η ελάχιστη ακτίνα προσδιορίζεται με παρόμοιο τρόπο. Ακτίνα εκκίνησης κάμερας r 1aw σε μια δεδομένη κεντρική απόσταση ω , καθορίζεται από το σημείο Περίπου 1 aw , η τομή ενός τόξου ακτίνας aw με το αντίστοιχο όριο της περιοχής. Συνήθως το έκκεντρο περιστρέφεται μόνο προς μία κατεύθυνση, αλλά κατά την εκτέλεση εργασιών επισκευής, είναι επιθυμητό να μπορείτε να περιστρέφετε το έκκεντρο προς την αντίθετη κατεύθυνση, δηλαδή να διασφαλίζετε τη δυνατότητα αντίστροφης κίνησης του εκκεντροφόρου άξονα. Κατά την αλλαγή της κατεύθυνσης κίνησης, οι φάσεις αφαίρεσης και προσέγγισης αλλάζουν θέσεις. Επομένως, για να επιλέξετε την ακτίνα ενός έκκεντρου που κινείται αντίστροφα, είναι απαραίτητο να λάβετε υπόψη δύο πιθανές φάσεις αφαίρεσης, δηλαδή να κατασκευάσετε δύο διαγράμματα μικρό Β= φά(j1)για καθεμία από τις πιθανές κατευθύνσεις κίνησης. Η επιλογή της ακτίνας και των σχετικών διαστάσεων του μηχανισμού αναστρέψιμου έκκεντρου απεικονίζεται από τα διαγράμματα στο Σχ. 17.6.

Σε αυτή την εικόνα:

r 1- ελάχιστη ακτίνα της αρχικής πλύσης έκκεντρου.
r 1е- ακτίνα της αρχικής ροδέλας σε δεδομένη εκκεντρότητα.
r 1aw- ακτίνα της αρχικής ροδέλας σε δεδομένη κεντρική απόσταση.
ω 0- κεντρική απόσταση στην ελάχιστη ακτίνα.

Επιλογή της ακτίνας του κυλίνδρου

Πλεονεκτήματα των μηχανισμών έκκεντρου

Όλοι οι μηχανισμοί με VKP είναι μικρού δεσμού, επομένως, καθιστούν δυνατή τη μείωση των διαστάσεων του μηχανήματος στο σύνολό του.

Ευκολία σύνθεσης και σχεδίασης.

Οι μηχανισμοί με VCP αναπαράγουν με μεγαλύτερη ακρίβεια τη λειτουργία μεταφοράς.

Παρέχετε μια μεγάλη ποικιλία νόμων κίνησης του συνδέσμου εξόδου.

Οι μηχανισμοί με VKP πρέπει να έχουν δύναμη ή γεωμετρικό κλείσιμο.

Οι δυνάμεις επαφής στο VCP είναι πολύ υψηλότερες από ό,τι στο NCP, γεγονός που οδηγεί σε φθορά, δηλ. 2 προφίλ χάνουν το σχήμα τους και, ως εκ τούτου, το κύριο πλεονέκτημά τους.

Δυσκολία στην επεξεργασία του προφίλ έκκεντρου.

Αδυναμία λειτουργίας σε υψηλές ταχύτητες και μετάδοσης μεγάλων δυνάμεων.

Κύριες παράμετροι του μηχανισμού έκκεντρου

Το προφίλ έκκεντρου μπορεί να αποτελείται από τόξα δύο ομόκεντρων κύκλων και καμπυλών που μεταβαίνουν από τον έναν κύκλο στον άλλο.

Οι περισσότεροι μηχανισμοί έκκεντρου είναι κυκλικοί μηχανισμοί με ίση περίοδο κύκλου. Όταν το έκκεντρο περιστρέφεται, ο προωθητής κάνει μια παλινδρομική ή παλινδρομική περιστροφική κίνηση με ένα στοπ στην επάνω και στην κάτω θέση. Έτσι, στον κύκλο της κίνησης ώθησης, γενικά, διακρίνονται τέσσερις φάσεις: η απομάκρυνση, η μακρινή στάση (ή όρθια), η προσέγγιση και η κοντινή στάση. Σύμφωνα με αυτό, οι γωνίες περιστροφής έκκεντρου ή οι γωνίες φάσης χωρίζονται σε:

Γωνία αφαίρεσης (ανόδου).

Γωνία μακρινής (άνω) βάσης

Γωνία προσέγγισης (κάθοδος)

Γωνία πλησιέστερου (κάτω) σταντ.

Το άθροισμα τριών γωνιών σχηματίζει μια γωνία που ονομάζεται γωνία εργασίας

Σε συγκεκριμένες περιπτώσεις, μπορεί να λείπουν οι γωνίες του άνω και του κάτω ύψους.

Το έκκεντρο μηχανισμού χαρακτηρίζεται από δύο προφίλ:

Κέντρο (ή θεωρητικό)

Εποικοδομητικό (ή εργασιακό).

Κάτω από εποικοδομητικόςαναφέρεται στο εξωτερικό προφίλ λειτουργίας του έκκεντρου.

Θεωρητικό ή κέντροείναι ένα προφίλ που, στο σύστημα συντεταγμένων του έκκεντρου, περιγράφει το κέντρο του κυλίνδρου (ή τη στρογγυλοποίηση του προφίλ εργασίας του ωστήρα) όταν ο κύλινδρος κινείται κατά μήκος του δομικού προφίλ του έκκεντρου.

Φάσηονομάζεται γωνία περιστροφής του έκκεντρου.

Γωνία προφίλονομάζεται γωνιακή συντεταγμένη του τρέχοντος σημείου λειτουργίας του θεωρητικού προφίλ, που αντιστοιχεί στην τρέχουσα γωνία φάσης. Γενικά, η γωνία φάσης δεν είναι ίση με τη γωνία προφίλ.

Η κίνηση του ωστήρα και η γωνία περιστροφής του έκκεντρου υπολογίζονται από την αρχή της φάσης ανύψωσης, δηλ. από την χαμηλότερη θέση του κέντρου του κυλίνδρου, που βρίσκεται σε απόσταση από το κέντρο περιστροφής του έκκεντρου. Αυτή η απόσταση ονομάζεται - αρχική ακτίναή την ακτίνα της μηδενικής αρχικής ροδέλας και συμπίπτει με το διάνυσμα ελάχιστης ακτίνας του κεντρικού προφίλ έκκεντρου.

Καλείται η μέγιστη μετατόπιση του συνδέσμου εξόδου εγκεφαλικό επεισόδιο ώθησης.

Εκτός άξονα του ωστήρα - εκκεντρότητα - για έκκεντρα με μεταφορικά κινούμενο ωστήριο.

Κεντρική απόσταση - η απόσταση μεταξύ του κέντρου περιστροφής του έκκεντρου και του σταθερού σημείου του βραχίονα παλινδρόμησης - για έκκεντρα με ώθηση παλινδρόμησης.

Η γωνία πίεσης είναι η γωνία μεταξύ της ταχύτητας στο σημείο επαφής και της κανονικής προς το προφίλ (δηλαδή την κατεύθυνση της δύναμης). Συνήθως αυτή η γωνία ορίζεται ή. Και σε ένα σημείο επαφής, τα δύο προφίλ έχουν διαφορετική γωνία πίεσης.

Χωρίς να λαμβάνεται υπόψη η τριβή, η δύναμη κατευθύνεται κατά μήκος της κοινής κανονικής στο σημείο επαφής των προφίλ. Έτσι, σε έναν μηχανισμό έκκεντρου, η γωνία πίεσης είναι η γωνία μεταξύ του κανονικού προς το κεντρικό προφίλ του έκκεντρου και της ταχύτητας του κέντρου του κυλίνδρου.

Οι διαστάσεις του μηχανισμού έκκεντρου καθορίζονται από κινηματικές, δυναμικές και δομικές συνθήκες.

Κινηματικές συνθήκες – διασφαλίζοντας την αναπαραγωγή του δεδομένου νόμου κίνησης του ωθητή.
Δυναμικό – εξασφαλίζοντας υψηλή απόδοση και χωρίς εμπλοκές.
Δομικό – εξασφαλίζοντας τις ελάχιστες διαστάσεις του μηχανισμού, αντοχή και αντοχή στη φθορά.

Γεωμετρική ερμηνεία της αναλογικής ταχύτητας ώθησης

Το έκκεντρο και ο προωθητής σχηματίζουν το VCP. Ο προωθητής κινείται μεταφορικά, επομένως, η ταχύτητά του είναι παράλληλη με τον οδηγό. Το έκκεντρο εκτελεί μια περιστροφική κίνηση, επομένως η ταχύτητά του κατευθύνεται κάθετα στην ακτίνα περιστροφής στο τρέχον σημείο και η σχετική ταχύτητα ολίσθησης των προφίλ κατευθύνεται κατά μήκος μιας κοινής εφαπτομένης σε αυτά.

όπου, a είναι ο πόλος εμπλοκής στο VCP, ο οποίος βρίσκεται στη διασταύρωση της κάθετης προς τα προφίλ στο σημείο επαφής με τη γραμμή των κέντρων. Επειδή Το ωστήριο κινείται μεταφορικά, τότε το κέντρο περιστροφής του βρίσκεται στο άπειρο και η γραμμή των κέντρων τρέχει κάθετα στην ταχύτητα διαμέσου του κέντρου του έκκεντρου.

Το τρίγωνο της ταχύτητας και είναι παρόμοια με τρίγωνα με αμοιβαία κάθετες πλευρές, δηλ. ο λόγος των αντίστοιχων πλευρών τους είναι σταθερός και ίσος με τον συντελεστή ομοιότητας: , από όπου.

Εκείνοι. Το ανάλογο της ταχύτητας ώθησης απεικονίζεται από ένα τμήμα κάθετο στην ταχύτητα ώθησης, το οποίο κόβεται από μια ευθεία γραμμή παράλληλη προς την κανονική επαφή και διέρχεται από το κέντρο του έκκεντρου.

Σκεύασμα σύνθεσης: Εάν, στη συνέχεια της ακτίνας που τραβιέται από το κέντρο του κυλίνδρου κάθετα στην ταχύτητα του ωστήρα, ένα τμήμα μήκους παραμερίζεται από το σημείο και μια ευθεία γραμμή παράλληλη προς την κανονική επαφή τραβιέται στο άκρο αυτού του τμήματος , τότε αυτή η ευθεία γραμμή θα περάσει από το κέντρο περιστροφής του σημείου συνδέσμου οδήγησης (έκκεντρο).

Έτσι, για να ληφθεί ένα τμήμα που απεικονίζει ένα ανάλογο της ταχύτητας ώθησης, το διάνυσμα ταχύτητας ώθησης πρέπει να περιστραφεί προς την κατεύθυνση περιστροφής του έκκεντρου.

Η επίδραση της γωνίας πίεσης στη λειτουργία του μηχανισμού έκκεντρου

Μια μείωση της αρχικής ακτίνας του έκκεντρου, ενώ άλλα πράγματα είναι ίσα, οδηγεί σε αύξηση των γωνιών πίεσης. Με τις αυξανόμενες γωνίες πίεσης, οι δυνάμεις που δρουν στους συνδέσμους του μηχανισμού αυξάνονται, η απόδοση του μηχανισμού μειώνεται και προκύπτει η πιθανότητα αυτοφρεναρίσματος (εμπλοκή του μηχανισμού), δηλ. Καμία δύναμη από τον σύνδεσμο οδήγησης (έκκεντρο) δεν μπορεί να μετακινήσει τον οδηγούμενο σύνδεσμο (ώθηση) από τη θέση του. Επομένως, για να διασφαλιστεί η αξιόπιστη λειτουργία του μηχανισμού έκκεντρου, είναι απαραίτητο να επιλέξετε τις κύριες διαστάσεις του έτσι ώστε η γωνία πίεσης σε οποιαδήποτε θέση να μην υπερβαίνει μια ορισμένη επιτρεπόμενη τιμή.

Κατά τον προσδιορισμό των κύριων διαστάσεων ενός μηχανισμού έκκεντρου με ώθηση κυλίνδρου, αρκεί η γωνία πίεσης σε οποιαδήποτε από τις θέσεις του μηχανισμού να μην υπερβαίνει· για έναν μηχανισμό έκκεντρου με προοδευτικά κινούμενο ωστήρα κυλίνδρων, αρκεί η πίεση γωνία σε καμία από τις θέσεις του μηχανισμού δεν υπερβαίνει.

Σύνθεση του μηχανισμού έκκεντρου. Στάδια σύνθεσης

Κατά τη σύνθεση ενός μηχανισμού έκκεντρου, όπως και στη σύνθεση οποιουδήποτε μηχανισμού, επιλύονται ορισμένα προβλήματα, από τα οποία δύο εξετάζονται στο μάθημα TMM: επιλογή δομικού διαγράμματος και προσδιορισμός των κύριων διαστάσεων των συνδέσμων του μηχανισμού (συμπεριλαμβανομένου του προφίλ έκκεντρου) .

Επιλογή της ακτίνας του κυλίνδρου (στρογγυλοποίηση της περιοχής εργασίας του ωστήρα)

Κατά την επιλογή της ακτίνας του κυλίνδρου, χρησιμοποιούνται τα ακόλουθα στοιχεία:

Ο κύλινδρος είναι ένα απλό εξάρτημα, του οποίου η επεξεργασία είναι απλή (γυρίζεται, στη συνέχεια υποβάλλεται σε θερμική επεξεργασία και αλέθεται). Επομένως, μπορεί να εξασφαλιστεί υψηλή αντοχή επαφής στην επιφάνειά του. Σε ένα έκκεντρο, λόγω της πολύπλοκης διαμόρφωσης της επιφάνειας εργασίας, αυτό είναι πιο δύσκολο να διασφαλιστεί. Επομένως, συνήθως η ακτίνα του κυλίνδρου είναι μικρότερη από την ακτίνα της αρχικής ροδέλας του δομικού προφίλ και ικανοποιεί τη σχέση όπου είναι η ακτίνα της αρχικής ροδέλας του θεωρητικού προφίλ έκκεντρου. Η συμμόρφωση με αυτή την αναλογία εξασφαλίζει περίπου ίση αντοχή επαφής τόσο για το έκκεντρο όσο και για τον κύλινδρο. Ο κύλινδρος έχει μεγαλύτερη αντοχή επαφής, αλλά επειδή η ακτίνα του είναι μικρότερη, περιστρέφεται με μεγαλύτερη ταχύτητα και τα σημεία εργασίας της επιφάνειάς του εμπλέκονται σε μεγαλύτερο αριθμό επαφών.

Το δομικό προφίλ του έκκεντρου δεν πρέπει να είναι αιχμηρό ή κομμένο. Επομένως, επιβάλλεται περιορισμός στην επιλογή της ακτίνας του κυλίνδρου, όπου είναι η ελάχιστη ακτίνα καμπυλότητας του θεωρητικού προφίλ έκκεντρου.

Συνιστάται να επιλέξετε μια ακτίνα κυλίνδρου από μια τυπική σειρά διαμέτρων στην περιοχή. Πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι η αύξηση της ακτίνας του κυλίνδρου αυξάνει τις διαστάσεις και το βάρος του ωστήρα, επιδεινώνει τα δυναμικά χαρακτηριστικά του μηχανισμού (μειώνει τη φυσική του συχνότητα). Η μείωση της ακτίνας του κυλίνδρου αυξάνει τις διαστάσεις του έκκεντρου και το βάρος του. Η ταχύτητα περιστροφής του κυλίνδρου αυξάνεται, η αντοχή του μειώνεται.

Μαθηματικά αυτό μπορεί να εκφραστεί ως εξής. Εάν πληρούνται οι προϋποθέσεις:

Εάν πληρούνται οι προϋποθέσεις:

2. Κινηματική ανάλυση μηχανισμών μοχλού

2.1. Διατύπωση του προβλήματος

2.2. Κινηματική μηχανισμών εισόδου

2.2.1. Μανιβέλα

2.2.2. Ερπετό

2.2.3. Κουνώντας ρυθμιστικό

2.3. Αναλυτικές εξαρτήσεις κινηματικής ανάλυσης για δομικές ομάδες που σχετίζονται με το αντηρίδιο

2.3.1. Τριμερής δομική ομάδα

2.3.2. Δομική ομάδα "μπιέλα - ολισθητήρα"

Εξίσωση κλειστού διανυσματικού βρόχου:

2.3.3. Δομικές ομάδες Rocker

2.3.4. Δομική ομάδα "άρθρωση - ρυθμιστικό - ολισθητήρα"

2.3.5. Δομική ομάδα "ρυθμιστικό - μεντεσέ - ολισθητήρα"

2.4. Μέθοδος μετατροπής συντεταγμένων

2.5. Γενική ακολουθία κινηματικής ανάλυσης

2.6. Λειτουργίες μεταφοράς, σχέση μετάδοσης

2.6.1. Λειτουργία μετάδοσης

2.6.2. Σχέση μετάδοσης

2.7. Γραφική-αναλυτική μέθοδος σχεδίων2

3. Μηχανισμοί έκκεντρου

3.1. Ταξινόμηση

3.2. Βασικές γεωμετρικές παράμετροι μηχανισμών έκκεντρου

3.3. Φάσεις λειτουργίας μηχανισμών έκκεντρου. Φάση και γωνίες σχεδίασης

3.4. Επιλογή του νόμου κίνησης του συνδέσμου εξόδου

3.4.1. Μηχανισμοί θέσης

3.4.2. Λειτουργικοί μηχανισμοί

3.5. Γωνία πίεσης σε μηχανισμούς έκκεντρου

3.6. Σχέση γωνίας πίεσης και βασικών γεωμετρικών παραμέτρων του εκκεντροφόρου μηχανισμού

3.6.1. Κεντρικός μηχανισμός ώθησης

Για να προσδιορίσετε αξιόπιστα το rOmin χρησιμοποιώντας τον τύπο (3.7), το rOmin I πρέπει να υπολογιστεί με ένα αρκετά μικρό βήμα στη γωνία περιστροφής του έκκεντρου.

3.6.2. Μηχανισμός με ώθηση παρουσία εκκεντρικότητας

3.7. Προσδιορισμός βασικών γεωμετρικών παραμέτρων

3.7.1. Μηχανισμοί με ωστήρα και ρολό ή με μυτερό ωστήρα

3.7.2. Επίπεδοι μηχανισμοί ώθησης

3.7.3. Μηχανισμοί με βραχίονα και ρολό

3.7.4. Μηχανισμοί flat rocker

3.8. Υπολογισμός προφίλ κάμερας

3.8.1. Μηχανισμοί με ωστήρα και ρολό ή με μυτερό ωστήρα

3.8.2. Επίπεδοι μηχανισμοί ώθησης

3.8.3. Μηχανισμοί με βραχίονα και ρολό

3.8.4. Προσδιορισμός της ακτίνας του κυλίνδρου

4. Μηχανισμοί γραναζιών

4.1. Ταξινόμηση Τα γρανάζια είναι ίσως η πιο διαδεδομένη κατηγορία μηχανισμών. Η μεγάλη ποικιλία αυτών των μηχανισμών μπορεί να ταξινομηθεί ως εξής.

4.2. Βασικό θεώρημα σύνδεσης

4.3. Βασικές παράμετροι ελικοειδούς γραναζιού

4.4. Θεωρητικό και εργασιακό τμήμα της γραμμής εμπλοκής, ζώνες εμπλοκής ενός και διπλού ζεύγους, συντελεστής επικάλυψης

4.5. Μέθοδοι Κατασκευής Γραναζιών

4.5.2. Μέθοδος εκτέλεσης

Τότε (4.11)

4.7.2.2. Υπερβολοειδή γρανάζια

Ελικοειδής εξοπλισμός

Σκουλήκι-εργαλείο

4.8. Κινηματική ανάλυση μηχανισμών γραναζιών

4.8.1. Μηχανισμοί σειρών

4.8.2. Μηχανισμοί με ενδιάμεσους τροχούς

4.8.3. Μηχανισμοί πλανητικών γραναζιών

4.8.4. Μηχανισμοί κυματοειδών γραναζιών

4.8.5. Προσδιορισμός σχέσεων μετάδοσης σύνθετων μηχανισμών μετάδοσης

4.9. Υπολογισμός ισχύος μηχανισμών γραναζιών

4.9.1. Υπολογισμός ροπών σε άξονες

4.9.2. Προσπάθειες στα γρανάζια

4.9.3. Προσδιορισμός αντιδράσεων σε στηρίγματα άξονα

4.10. Απόδοση γραναζιών

4.10.1. Αποδοτικότητα μηχανισμών γραναζιών με σταθερούς άξονες τροχών

4.10.2. Αποδοτικότητα μηχανισμών πλανητικών γραναζιών

4.11. Μηχανισμοί διαφορικών γραναζιών

5. Υπολογισμός ισχύος μηχανισμών μοχλού

5.1. Διατύπωση του προβλήματος

5.2. Γενική διαδικασία για τους υπολογισμούς ισχύος

5.3. Εξωτερικές δυνάμεις

5.4. Προσδιορισμός αντιδράσεων σε κινηματικά ζεύγη δομικών ομάδων

5.4.1. Αναλυτική λύση

5.4.1.1. Τριμερής δομική ομάδα

5.4.1.2. Δομική ομάδα "μπιέλα - ολισθητήρα"

5.4.1.3. Δομικές ομάδες Rocker

5.4.1.4. Δομικό συγκρότημα τύπου "μεντεσέ - ολισθητήρα - ολισθητήρα".

5.4.1.5. Δομική ομάδα "ρυθμιστικό - μεντεσέ - ολισθητήρα"

5.4.2. Γραφική-αναλυτική λύση στο πρόβλημα του υπολογισμού της δύναμης

5.5. Υπολογισμός ισχύος του στρόφαλου

5.5.1. Μονή μανιβέλα Γόνατου

5.5.1.1. Υπολογισμός ισχύος του στρόφαλου κατά τη μετάδοση της ροπής

5.5.1.2. Υπολογισμός ισχύος του στρόφαλου κατά τη μετάδοση της ροπής

5.5.2. Διπλή μανιβέλα

5.5.2.1. Η ροπή μεταδίδεται στον στρόφαλο μέσω ενός γραναζιού ή ζεύγους τριβής

5.5.2.2. Η ροπή μεταδίδεται στον στρόφαλο μέσω ενός πλανητικού ή κυματοειδούς μηχανισμού

6. Μηχανισμοί εξισορρόπησης

6.1. Θέτοντας στόχους

6.2. Εξισορρόπηση των ρότορων

6.2.1. Ρότορες εξισορρόπησης με γνωστή θέση μη ισορροπημένων μαζών

6.2.2. Ρότορες εξισορρόπησης με άγνωστη θέση μη ισορροπημένων μαζών

Ο ρότορας επιταχύνεται για δεύτερη φορά, στρέφεται προς τα κάτω και μετράται το πλάτος των ταλαντώσεων συντονισμού. Ας το συμβολίσουμε: α1.

7.2. Μέθοδος χύτευσης

7.3. Φέρνοντας δυνάμεις και στιγμές

7.4. Μείωση μαζών και ροπών αδράνειας

7.5. Εξίσωση κίνησης

7.6. Ανάλυση της εξίσωσης κίνησης

3.3. Φάσεις λειτουργίας μηχανισμών έκκεντρου. Φάση και γωνίες σχεδίασης

Οι μηχανισμοί έκκεντρου μπορούν να εφαρμόσουν νόμους κίνησης σχεδόν κάθε πολυπλοκότητας στη ζεύξη εξόδου. Αλλά οποιοσδήποτε νόμος κίνησης μπορεί να αναπαρασταθεί από έναν συνδυασμό των ακόλουθων φάσεων:

1. Φάση αφαίρεσης. Η διαδικασία μετακίνησης της ζεύξης εξόδου (ωστήρας ή βραχίονας παλινδρόμησης) καθώς το σημείο επαφής μεταξύ του έκκεντρου και της ράβδου ώθησης απομακρύνεται από το κέντρο περιστροφής του έκκεντρου.

2. Φάση επιστροφής (προσέγγιση). Η διαδικασία μετακίνησης της ζεύξης εξόδου καθώς το σημείο επαφής μεταξύ του έκκεντρου και του ακόλουθου πλησιάζει το κέντρο περιστροφής του έκκεντρου.

3. Όρθιες φάσεις. Μια κατάσταση όπου, με ένα περιστρεφόμενο έκκεντρο, το σημείο επαφής μεταξύ του έκκεντρου και του προωθητή είναι ακίνητο. Ταυτόχρονα διακρίνουν φάση κλεισίματος– όταν το σημείο επαφής βρίσκεται στην πλησιέστερη θέση στο κέντρο του έκκεντρου, φάση μακράς διαμονής– όταν το σημείο επαφής βρίσκεται στην πιο απομακρυσμένη θέση από το κέντρο του έκκεντρου και ενδιάμεσες φάσεις. Οι φάσεις παραμονής συμβαίνουν όταν το σημείο επαφής κινείται κατά μήκος ενός τμήματος του προφίλ έκκεντρου που έχει σχήμα κυκλικού τόξου από το κέντρο περιστροφής του έκκεντρου.

Η παραπάνω ταξινόμηση των φάσεων σχετίζεται κυρίως με τους μηχανισμούς θέσης.

Κάθε φάση λειτουργίας έχει τη δική της γωνία φάσης λειτουργίας του μηχανισμού και τη γωνία σχεδιασμού του έκκεντρου.

Η γωνία φάσης είναι η γωνία μέσω της οποίας πρέπει να περιστραφεί το έκκεντρο για να ολοκληρωθεί η αντίστοιχη φάση λειτουργίας. Αυτές οι γωνίες υποδεικνύονται με το γράμμα  με δείκτη που υποδεικνύει τον τύπο της φάσης, για παράδειγμα,  U – γωνία φάσης αφαίρεσης,  D – μακρινή γωνία φάσης,  B – γωνία φάσης επιστροφής,  B – γωνία κοντινής φάσης.

Οι γωνίες σχεδίασης του έκκεντρου καθορίζουν το προφίλ του. Χαρακτηρίζονται με το γράμμα  με τους ίδιους δείκτες. Στο Σχ. Το σχήμα 3.2α δείχνει αυτές τις γωνίες. Περιορίζονται από ακτίνες που έλκονται από το κέντρο περιστροφής του έκκεντρου σε σημεία στο κεντρικό προφίλ του στα οποία το προφίλ του έκκεντρου αλλάζει κατά τη μετάβαση από τη μια φάση στην άλλη.

Με την πρώτη ματιά, μπορεί να φαίνεται ότι οι γωνίες φάσης και σχεδιασμού είναι ίσες. Ας δείξουμε ότι αυτό δεν συμβαίνει πάντα. Για να γίνει αυτό, εκτελούμε την κατασκευή που φαίνεται στο Σχ. 3.2β. Εδώ, ο μηχανισμός με το ωστήριο, αν έχει εκκεντρότητα, τοποθετείται στη θέση που αντιστοιχεί στην αρχή της φάσης αφαίρεσης. Προς την– σημείο επαφής μεταξύ του έκκεντρου και του ωστηρίου. Τελεία Προς την’ είναι η θέση του σημείου Προς την, που αντιστοιχεί στο τέλος της φάσης αφαίρεσης. Από την κατασκευή φαίνεται ξεκάθαρα ότι για το σημείο Προς τηνπήρε τη θέση Προς τηνΤο έκκεντρο πρέπει να περιστρέφεται κατά μια γωνία  Y, όχι ίση με  Y, αλλά διαφορετική από μια γωνία e, που ονομάζεται γωνία εκκεντρότητας. Για μηχανισμούς με ώθηση, μπορούμε να γράψουμε τις ακόλουθες σχέσεις:

 U =  U + e,  B =  B – e,

 D =  D,  B =  B

3.4. Επιλογή του νόμου κίνησης του συνδέσμου εξόδου

Η μέθοδος επιλογής του νόμου κίνησης του συνδέσμου εξόδου εξαρτάται από το σκοπό του μηχανισμού. Όπως έχει ήδη σημειωθεί, σύμφωνα με το σκοπό τους, οι μηχανισμοί έκκεντρου χωρίζονται σε δύο κατηγορίες: θέσιους και λειτουργικούς.

3.4.1. Μηχανισμοί θέσης

Για λόγους σαφήνειας, ας εξετάσουμε την απλούστερη περίπτωση ενός μηχανισμού δύο θέσεων, που απλώς «πετάει» τη σύνδεση εξόδου από τη μια ακραία θέση στην άλλη και πίσω.

Στο Σχ. Το Σχήμα 3.3 δείχνει τον νόμο της κίνησης - ένα γράφημα της κίνησης του ωθητή ενός τέτοιου μηχανισμού, όταν ολόκληρη η διαδικασία εργασίας αντιπροσωπεύεται από έναν συνδυασμό τεσσάρων αγγείων: αφαίρεση, μακρόστενο, επιστροφή και πλησιέστερη βάση. Εδώ  είναι η γωνία περιστροφής του έκκεντρου και οι αντίστοιχες γωνίες φάσης ορίζονται:  y,  d,  c,  b. Η κίνηση του συνδέσμου εξόδου σχεδιάζεται κατά μήκος του άξονα τεταγμένων: για μηχανισμούς με βραχίονα ώθησης αυτή είναι  - η γωνία περιστροφής του, για μηχανισμούς με ωθητή S - η κίνηση του ωθητή.

Σε αυτή την περίπτωση, η επιλογή του νόμου της κίνησης συνίσταται στον προσδιορισμό της φύσης της κίνησης του συνδέσμου εξόδου κατά τις φάσεις αφαίρεσης και επιστροφής. Στο Σχ. 3.3 απεικονίζεται κάποιο είδος καμπύλης για αυτά τα τμήματα, αλλά αυτό ακριβώς πρέπει να καθοριστεί. Ποια κριτήρια αποτελούν τη βάση για την επίλυση αυτού του προβλήματος;

Ας πάμε από το αντίθετο. Ας προσπαθήσουμε να το κάνουμε «απλό». Ας ορίσουμε έναν γραμμικό νόμο μετατόπισης στα τμήματα αφαίρεσης και επιστροφής. Στο Σχ. Το 3.4 δείχνει σε τι θα οδηγήσει αυτό. Διαφοροποιώντας τη συνάρτηση () ή S() δύο φορές, παίρνουμε ότι θεωρητικά άπειρο, δηλ., θα εμφανίζεται στα όρια της φάσης. απρόβλεπτες επιταχύνσεις και, κατά συνέπεια, αδρανειακά φορτία. Αυτό το απαράδεκτο φαινόμενο ονομάζεται σοκ σκληρής φάσης.

Για να αποφευχθεί αυτό, η επιλογή του νόμου της κίνησης γίνεται με βάση το γράφημα επιτάχυνσης του συνδέσμου εξόδου. Στο Σχ. Το 3.5 δείχνει ένα παράδειγμα. Καθορίζεται το επιθυμητό σχήμα του γραφήματος επιτάχυνσης και οι συναρτήσεις ταχύτητας και μετατόπισης βρίσκονται με την ολοκλήρωσή του.

Η εξάρτηση της επιτάχυνσης της ζεύξης εξόδου στις φάσεις αφαίρεσης και επιστροφής επιλέγεται συνήθως να είναι χωρίς κραδασμούς, δηλ. ως συνεχής συνάρτηση χωρίς άλματα επιτάχυνσης. Μερικές φορές όμως για μηχανισμούς χαμηλής ταχύτητας, προκειμένου να μειωθούν οι διαστάσεις, επιτρέπεται το φαινόμενο απαλό χτύπημα, όταν το γράφημα επιτάχυνσης δείχνει άλματα, αλλά κατά ένα πεπερασμένο, προβλέψιμο ποσό.

Στο Σχ. Το 3.6 παρουσιάζει παραδείγματα των πιο συχνά χρησιμοποιούμενων τύπων νόμων αλλαγής επιτάχυνσης. Οι λειτουργίες εμφανίζονται για τη φάση διαγραφής, για τη φάση επιστροφής είναι παρόμοιες, αλλά αντικατοπτρίζονται. Στο Σχ. Το 3.6 δείχνει συμμετρικούς νόμους όταν  1 =  2 και η φύση των καμπυλών σε αυτά τα τμήματα είναι η ίδια. Εάν είναι απαραίτητο, ασύμμετροι νόμοι εφαρμόζονται επίσης όταν  1   2 ή η φύση των καμπυλών σε αυτά τα τμήματα είναι διαφορετική ή και τα δύο.

Η επιλογή ενός συγκεκριμένου τύπου εξαρτάται από τις συνθήκες λειτουργίας του μηχανισμού, για παράδειγμα, ο νόμος 3.6d χρησιμοποιείται όταν, κατά τη φάση αφαίρεσης (επιστροφής), χρειάζεται ένα τμήμα με σταθερή ταχύτητα του συνδέσμου εξόδου.

Κατά κανόνα, οι συναρτήσεις των νόμων της επιτάχυνσης έχουν αναλυτικές εκφράσεις, ειδικότερα 3.6, a, d - ημιτονοειδή τμήματα, 3.6, b, c, g - ευθύγραμμα τμήματα, 3.6, f - συνημίτονο, επομένως η ολοκλήρωσή τους για να ληφθεί ταχύτητα και μετατόπιση δεν είναι δύσκολο. Ωστόσο, οι τιμές πλάτους της επιτάχυνσης δεν είναι γνωστές εκ των προτέρων, αλλά η τιμή μετατόπισης του συνδέσμου εξόδου στις φάσεις αφαίρεσης και επιστροφής είναι γνωστή. Ας εξετάσουμε πώς να βρούμε τόσο το πλάτος επιτάχυνσης όσο και όλες τις συναρτήσεις που χαρακτηρίζουν την κίνηση του συνδέσμου εξόδου.

Σε σταθερή γωνιακή ταχύτητα περιστροφής του έκκεντρου, όταν η γωνία περιστροφής και ο χρόνος σχετίζονται με την έκφραση  =  tΟι συναρτήσεις μπορούν να εξεταστούν τόσο από το χρόνο όσο και από τη γωνία περιστροφής. Θα τα εξετάσουμε εγκαίρως και σε σχέση με έναν μηχανισμό με βραχίονα ρολού.

Στο αρχικό στάδιο, θα ορίσουμε το σχήμα του γραφήματος επιτάχυνσης με τη μορφή μιας κανονικοποιημένης, δηλαδή, με μονάδα πλάτους, συνάρτησης *( t). Για την εξάρτηση στο Σχ. 3.6a θα είναι *( t) = αμαρτία(2 t/T), όπου T είναι ο χρόνος που ο μηχανισμός περνά από τη φάση αφαίρεσης ή επιστροφής. Πραγματική επιτάχυνση του συνδέσμου εξόδου:

 2 (t) =  m *(t), (3.1)

όπου  m είναι το πλάτος ακόμα άγνωστο.

Ενσωματώνοντας την έκφραση (3.1) δύο φορές, λαμβάνουμε:

Η ενσωμάτωση πραγματοποιείται με αρχικές συνθήκες: για τη φάση αφαίρεσης  2 ( t) = 0,  2 ( t) = 0; για τη φάση επιστροφής  2 ( t) = 0,  2 ( t) =  m . Η απαιτούμενη μέγιστη μετατόπιση του συνδέσμου εξόδου  m είναι γνωστή, επομένως το πλάτος της επιτάχυνσης

Κάθε τιμή συνάρτησης  2 ( t),  2 ( t),  2 (t) μπορούν να αντιστοιχιστούν στις τιμές  2 (),  2 (),  2 (), οι οποίες χρησιμοποιούνται για το σχεδιασμό του μηχανισμού, όπως περιγράφεται παρακάτω.

Σημειωτέον ότι υπάρχει άλλος ένας λόγος για την εμφάνιση κραδασμών σε μηχανισμούς έκκεντρου, που σχετίζεται με τη δυναμική της λειτουργίας τους. Το έκκεντρο μπορεί επίσης να σχεδιαστεί χωρίς κραδασμούς, με την έννοια που εννοούσαμε αυτήν την έννοια παραπάνω. Αλλά σε υψηλές ταχύτητες, σε μηχανισμούς με κλείσιμο με δύναμη, η ώθηση (βραχίονας βραχίονα) μπορεί να διαχωριστεί από το έκκεντρο. Μετά από κάποιο χρονικό διάστημα, η δύναμη κλεισίματος αποκαθιστά την επαφή, αλλά αυτή η αποκατάσταση συμβαίνει με την κρούση. Τέτοια φαινόμενα μπορούν να συμβούν, για παράδειγμα, όταν η φάση επιστροφής είναι πολύ μικρή. Το προφίλ του έκκεντρου τότε σε αυτή τη φάση αποδεικνύεται απότομο και στο τέλος της φάσης παραμονής η δύναμη κλεισίματος δεν έχει χρόνο για να εξασφαλίσει την επαφή και ο ωθητής φαίνεται να αποκόπτεται από το προφίλ έκκεντρου στο μακρινό σημείο και μπορεί ακόμη και να χτυπήσει αμέσως σε κάποιο σημείο του έκκεντρου στο παρακείμενο σημείο. Για μηχανισμούς με θετικό κλείδωμα, ο κύλινδρος κινείται κατά μήκος μιας αυλάκωσης στο έκκεντρο. Δεδομένου ότι υπάρχει πάντα ένα κενό μεταξύ του κυλίνδρου και των τοιχωμάτων του αυλακιού, κατά τη λειτουργία ο κύλινδρος χτυπά τα τοιχώματα, η ένταση αυτών των κρούσεων αυξάνεται επίσης με την αύξηση της ταχύτητας περιστροφής του έκκεντρου. Για τη μελέτη αυτών των φαινομένων, είναι απαραίτητο να δημιουργηθεί ένα μαθηματικό μοντέλο λειτουργίας ολόκληρου του μηχανισμού, αλλά αυτά τα ερωτήματα είναι πέρα από το πεδίο αυτού του μαθήματος.

Σχεδιασμός μηχανισμών έκκεντρου

Περίληψη: Μηχανισμοί κάμερας. Σκοπός και πεδίο εφαρμογής. Επιλογή του νόμου της κίνησης του εκκεντροφόρου ώθησης. Ταξινόμηση μηχανισμών έκκεντρου. Βασικές παράμετροι. Γεωμετρική ερμηνεία του αναλόγου ταχύτητας. Η επίδραση της γωνίας πίεσης στη λειτουργία του μηχανισμού έκκεντρου. Σύνθεση του μηχανισμού έκκεντρου. Στάδια σύνθεσης. Επιλογή της ακτίνας του κυλίνδρου (στρογγυλοποίηση της περιοχής εργασίας ώθησης).

Μηχανισμοί κάμερας

Η διαδικασία εργασίας πολλών μηχανών καθιστά απαραίτητο να υπάρχουν μηχανισμοί στη σύνθεσή τους, η κίνηση των συνδέσμων εξόδου των οποίων πρέπει να πραγματοποιείται αυστηρά σύμφωνα με έναν δεδομένο νόμο και να συντονίζεται με την κίνηση άλλων μηχανισμών. Οι απλούστεροι, πιο αξιόπιστοι και συμπαγείς για την εκτέλεση αυτής της εργασίας είναι οι μηχανισμοί έκκεντρου.

Λέγεται kulachkovμηχανισμός τριών συνδέσμων με υψηλότερο κινηματικό ζεύγος, ο σύνδεσμος εισόδου του οποίου ονομάζεται γροθιά, και η μέρα είναι άδεια ωθών(ή rocker).

Με τη γροθιά σουονομάζεται ο σύνδεσμος στον οποίο ανήκει το στοιχείο του υψηλότερου κινηματικού ζεύγους, κατασκευασμένο με τη μορφή επιφάνειας μεταβλητής καμπυλότητας.

Καλείται μια ευθύγραμμα κινούμενη ζεύξη εξόδου ωθώνκαι το περιστρεφόμενο (αιώρηση) – κουνιστή πολυθρόνα.

Συχνά, για να αντικατασταθεί η τριβή ολίσθησης στο υψηλότερο ζεύγος με τριβή κύλισης και να μειωθεί η φθορά τόσο του έκκεντρου όσο και του ωστήρα, ένας πρόσθετος σύνδεσμος περιλαμβάνεται στη σχεδίαση του μηχανισμού - ένας κύλινδρος και ένα περιστροφικό κινηματικό ζεύγος. Η κινητικότητα σε αυτό το κινηματικό ζεύγος δεν αλλάζει τις λειτουργίες μεταφοράς του μηχανισμού και είναι τοπική κινητικότητα.

Αναπαράγουν την κίνηση του συνδέσμου εξόδου - του ωστήρα - θεωρητικά με ακρίβεια. Ο νόμος της κίνησης του ωστήρα, που καθορίζεται από τη λειτουργία μεταφοράς, καθορίζεται από το προφίλ έκκεντρου και είναι το κύριο χαρακτηριστικό του μηχανισμού έκκεντρου, από τον οποίο εξαρτώνται οι λειτουργικές του ιδιότητες, καθώς και οι δυναμικές ιδιότητες και οι ιδιότητες δόνησης. Ο σχεδιασμός ενός μηχανισμού έκκεντρου χωρίζεται σε διάφορα στάδια: εκχώρηση του νόμου κίνησης του ωστήρα, επιλογή δομικού διαγράμματος, προσδιορισμός των κύριων και συνολικών διαστάσεων, υπολογισμός των συντεταγμένων του προφίλ έκκεντρου.

Σκοπός και πεδίο εφαρμογής

Οι μηχανισμοί έκκεντρου έχουν σχεδιαστεί για να μετατρέπουν την περιστροφική ή μεταφορική κίνηση ενός έκκεντρου σε παλινδρομική ή παλινδρομική κίνηση ενός οπαδού. Ένα σημαντικό πλεονέκτημα των μηχανισμών έκκεντρου είναι η δυνατότητα εξασφάλισης ακριβούς ευθυγράμμισης της ζεύξης εξόδου. Αυτό το πλεονέκτημα καθόρισε την ευρεία χρήση τους στις απλούστερες συσκευές κυκλικού αυτοματισμού και σε μηχανικές υπολογιστικές συσκευές (αριθμόμετρα, ημερολογιακούς μηχανισμούς). Οι μηχανισμοί έκκεντρου μπορούν να χωριστούν σε δύο ομάδες. Οι μηχανισμοί του πρώτου εξασφαλίζουν την κίνηση του προωθητή σύμφωνα με έναν δεδομένο νόμο κίνησης. Οι μηχανισμοί της δεύτερης ομάδας παρέχουν μόνο την καθορισμένη μέγιστη κίνηση του συνδέσμου εξόδου - την διαδρομή του ωστήρα. Σε αυτή την περίπτωση, ο νόμος με τον οποίο πραγματοποιείται αυτή η κίνηση επιλέγεται από ένα σύνολο τυπικών νόμων κίνησης ανάλογα με τις συνθήκες λειτουργίας και την τεχνολογία κατασκευής.

Επιλογή του νόμου της κίνησης του εκκεντροφόρου ώθησης

Ο νόμος της κίνησης του ωθητήονομάζεται η συνάρτηση κίνησης (γραμμική ή γωνιακή) του ωθητή, καθώς και μία από τις παράγωγές της, που λαμβάνονται σε σχέση με το χρόνο ή μια γενικευμένη συντεταγμένη - την κίνηση του οδηγού συνδέσμου - το έκκεντρο. Όταν σχεδιάζετε έναν μηχανισμό έκκεντρου από δυναμική άποψη, συνιστάται να προχωρήσετε από τον νόμο της αλλαγής στην επιτάχυνση του ωστήρα, καθώς οι επιταχύνσεις είναι που καθορίζουν τις αδρανειακές δυνάμεις που προκύπτουν κατά τη λειτουργία του μηχανισμού.

Υπάρχουν τρεις ομάδες νόμων κίνησης, που χαρακτηρίζονται από τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:

1. η κίνηση του ωστήρα συνοδεύεται από σκληρές κρούσεις,

2. η κίνηση του ωθητή συνοδεύεται από απαλά χτυπήματα,

3. Η ώθηση κινείται χωρίς κρούση.

Πολύ συχνά, οι συνθήκες παραγωγής απαιτούν από τον προωθητή να κινείται με σταθερή ταχύτητα. Όταν εφαρμόζεται ένας τέτοιος νόμος κίνησης του ωθητή στη θέση μιας απότομης αλλαγής ταχύτητας, η επιτάχυνση θεωρητικά φτάνει στο άπειρο και τα δυναμικά φορτία θα πρέπει επίσης να είναι απείρως μεγάλα. Στην πράξη, λόγω της ελαστικότητας των συνδέσμων, δεν επιτυγχάνεται ένα απείρως μεγάλο δυναμικό φορτίο, αλλά το μέγεθός του εξακολουθεί να αποδεικνύεται πολύ μεγάλο. Τέτοιες κρούσεις ονομάζονται «σκληρές» και επιτρέπονται μόνο σε μηχανισμούς χαμηλής ταχύτητας και με μικρά βάρη ώθησης.

Οι μαλακές κρούσεις συνοδεύουν τη λειτουργία του μηχανισμού έκκεντρου εάν η συνάρτηση ταχύτητας δεν έχει ασυνέχεια, αλλά η συνάρτηση επιτάχυνσης (ή ένα ανάλογο επιτάχυνσης) του ωστήρα υφίσταται ασυνέχεια. Μια στιγμιαία αλλαγή στην επιτάχυνση κατά μια πεπερασμένη τιμή προκαλεί μια απότομη αλλαγή στις δυναμικές δυνάμεις, η οποία εκδηλώνεται επίσης με τη μορφή κρούσης. Ωστόσο, αυτά τα χτυπήματα είναι λιγότερο επικίνδυνα.

Ο μηχανισμός έκκεντρου λειτουργεί ομαλά, χωρίς κραδασμούς, εάν οι λειτουργίες ταχύτητας και επιτάχυνσης του ωστήρα δεν υποστούν θραύση, αλλάζουν ομαλά και υπό την προϋπόθεση ότι οι ταχύτητες και οι επιταχύνσεις στην αρχή και στο τέλος της κίνησης είναι ίσες με μηδέν.

Ο νόμος της κίνησης του ωθητή μπορεί να προσδιοριστεί τόσο σε αναλυτική μορφή - με τη μορφή εξίσωσης, όσο και σε γραφική μορφή - με τη μορφή διαγράμματος. Στις εργασίες για το έργο του μαθήματος, συναντώνται οι ακόλουθοι νόμοι αλλαγής στα ανάλογα επιτάχυνσης του κέντρου του κυλίνδρου ώθησης, που δίνονται με τη μορφή διαγραμμάτων:

Ομοιόμορφα επιταχυνόμενος νόμος αλλαγής στο ανάλογο της επιτάχυνσης του ωστήρα· με έναν ομοιόμορφα επιταχυνόμενο νόμο κίνησης του ωστήρα, ο σχεδιασμένος μηχανισμός έκκεντρου θα έχει απαλές κρούσεις στην αρχή και στο τέλος κάθε διαστήματος.

Ο τριγωνικός νόμος της αλλαγής του αναλόγου της επιτάχυνσης εξασφαλίζει λειτουργία χωρίς κραδασμούς του μηχανισμού έκκεντρου.

Ο τραπεζοειδής νόμος αλλαγής στο ανάλογο επιτάχυνσης εξασφαλίζει επίσης λειτουργία του μηχανισμού χωρίς κραδασμούς.

Ημιτονοειδής νόμος μεταβολής αναλογικής επιτάχυνσης. Παρέχει τη μεγαλύτερη ομαλότητα της κίνησης (χαρακτηριστικό είναι ότι όχι μόνο η ταχύτητα και η επιτάχυνση, αλλά και οι παράγωγοι υψηλότερης τάξης αλλάζουν ομαλά). Ωστόσο, για αυτόν τον νόμο κίνησης, η μέγιστη επιτάχυνση στις ίδιες γωνίες φάσης και διαδρομή του ωστήρα αποδεικνύεται μεγαλύτερη από ό,τι στην περίπτωση των ομοιόμορφα επιταχυνόμενων και τραπεζοειδών νόμων αλλαγής των αναλόγων επιτάχυνσης. Το μειονέκτημα αυτού του νόμου κίνησης είναι ότι η αύξηση της ταχύτητας στην αρχή της ανάβασης και, κατά συνέπεια, η ίδια η ανάβαση συμβαίνει αργά.

Ο νόμος του συνημιτόνου της αλλαγής στο ανάλογο της επιτάχυνσης προκαλεί ήπιες κρούσεις στην αρχή και στο τέλος της διαδρομής ώθησης. Ωστόσο, με τον νόμο του συνημιτόνου, υπάρχει μια ταχεία αύξηση της ταχύτητας στην αρχή της διαδρομής και μια γρήγορη μείωση στο τέλος, κάτι που είναι επιθυμητό όταν λειτουργούν πολλοί μηχανισμοί έκκεντρου.

Από την άποψη των δυναμικών φορτίων, είναι επιθυμητοί νόμοι χωρίς κραδασμούς. Ωστόσο, οι κάμερες με τέτοιους νόμους κίνησης είναι τεχνολογικά πιο περίπλοκες, καθώς απαιτούν πιο ακριβή και πολύπλοκο εξοπλισμό, επομένως η παραγωγή τους είναι σημαντικά πιο ακριβή. Οι νόμοι με σκληρές κρούσεις έχουν πολύ περιορισμένη εφαρμογή και χρησιμοποιούνται σε μη κρίσιμους μηχανισμούς σε χαμηλές ταχύτητες και χαμηλή αντοχή. Συνιστάται η χρήση έκκεντρων με νόμους χωρίς κραδασμούς σε μηχανισμούς με υψηλές ταχύτητες κίνησης με αυστηρές απαιτήσεις για ακρίβεια και αντοχή. Οι πιο διαδεδομένοι είναι οι νόμοι της κίνησης με μαλακές κρούσεις, με τη βοήθεια των οποίων είναι δυνατό να εξασφαλιστεί ένας ορθολογικός συνδυασμός του κόστους κατασκευής και των λειτουργικών χαρακτηριστικών του μηχανισμού.

Οι κύριες διαστάσεις των μηχανισμών έκκεντρου καθορίζονται από κινηματική, δυναμική και δομικήσυνθήκες. Κινηματικόςοι συνθήκες καθορίζονται από το γεγονός ότι ο μηχανισμός πρέπει να αναπαράγει τον δεδομένο νόμο κίνησης. ΔυναμικόςΟι συνθήκες είναι πολύ διαφορετικές, αλλά το κυριότερο είναι ότι ο μηχανισμός έχει υψηλή απόδοση. Εποικοδομητικόςοι απαιτήσεις καθορίζονται από την κατάσταση επαρκούς αντοχής μεμονωμένων τμημάτων του μηχανισμού - αντίσταση στη φθορά των κινηματικών ζευγών επαφής. Ο σχεδιασμένος μηχανισμός πρέπει να έχει τις μικρότερες διαστάσεις.

Εικ.6.4. Σχετικά με την ανάλυση δυνάμεων ενός μηχανισμού έκκεντρου με μεταφορικό κινούμενο ωθητή.

Εικ.6.5. Να μελετήσει τη γωνία πίεσης στον μηχανισμό έκκεντρου

Στο Σχ. Το 6.4 δείχνει έναν μηχανισμό έκκεντρου με έναν ωστήρα 2, που τελειώνει με ένα σημείο. Αν παραμελήσουμε την τριβή στο υψηλότερο κινηματικό ζεύγος, τότε η δύναμη που ασκεί ο ωστήρας 2 από την πλευρά του έκκεντρου 1. Η γωνία που σχηματίζεται από το κανονικό n-n προς το προφίλ του έκκεντρου 1. Η γωνία που σχηματίζεται από το κανονικό n-n και το κατεύθυνση κίνησης του ωστήρα 2 είναι γωνία πίεσηςκαι η γωνία ίση με , είναι γωνία μετάδοσης.Εάν λάβουμε υπόψη την ισορροπία του προωθητή 2 (Εικ. 10.5) και φέρουμε όλες τις δυνάμεις στο σημείο , τότε ο ωστήρας θα βρίσκεται υπό τη δράση της κινητήριας δύναμης, μειωμένης δύναμης αντίστασης Τ, λαμβάνοντας υπόψη τη χρήσιμη αντίσταση, τη δύναμη ελατηρίου, τη δύναμη αδράνειας, και μειωμένη δύναμη τριβής F. Από τις δυνάμεις της εξίσωσης ισορροπίας που δρουν στον προωθητή 2, έχουμε

Η μειωμένη δύναμη τριβής T είναι ίση με

Πού είναι ο συντελεστής τριβής στους οδηγούς;

Μήκος οδηγού;

Προεξοχή ώθησης.

Τότε από την εξίσωση ισορροπίας δυνάμεων προκύπτει ότι η δύναμη τριβής είναι ίση με

Η στιγμιαία απόδοση του μηχανισμού χωρίς να λαμβάνεται υπόψη η τριβή στο υψηλότερο ζεύγος και το ρουλεμάν του εκκεντροφόρου άξονα μπορεί να προσδιοριστεί από τον τύπο

Η προέκταση k του ωστήρα είναι ίση με (Εικ. 6.5)

Όπου b είναι η σταθερή απόσταση από το σημείο N της στήριξης του ωστήρα 2 έως τον άξονα περιστροφής Α του έκκεντρου.

Διάνυσμα μικρότερης ακτίνας του έκκεντρου 1

Μετακίνηση της ώθησης 2.

Από το Σχ. 6,5 παίρνουμε

Από την εξίσωση (6.7) προκύπτει

Τότε η απόδοση θα είναι ίση με

Από την ισότητα (6.9) προκύπτει ότι η απόδοση μειώνεται με την αύξηση της γωνίας πίεσης. Ο μηχανισμός έκκεντρου μπορεί να μπλοκάρει εάν η δύναμη (Εικ. 6.5) είναι . Θα προκύψει εμπλοκή εάν η απόδοση είναι μηδενική. Τότε από την ισότητα (6.9) προκύπτει

Η κρίσιμη γωνία στην οποία συμβαίνει το μπλοκάρισμα του μηχανισμού και είναι το ανάλογο της ταχύτητας που αντιστοιχεί σε αυτή τη γωνία.

Τότε για την κρίσιμη γωνία πίεσης θα έχουμε:

Από την ισότητα (6.10) προκύπτει ότι η γωνία κρίσιμης πίεσης μειώνεται με την αύξηση της απόστασης, δηλ. με αυξανόμενες διαστάσεις του μηχανισμού. Μπορούμε περίπου να υποθέσουμε ότι η τιμή του αναλόγου ταχύτητας που αντιστοιχεί στην κρίσιμη γωνία είναι ίση με τη μέγιστη τιμή αυτού του αναλόγου, δηλ.

Στη συνέχεια, εάν δοθούν οι διαστάσεις του μηχανισμού και ο νόμος της κίνησης του ωστήρα, μπορεί να προσδιοριστεί η τιμή της γωνίας κρίσιμης πίεσης. Πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι η εμπλοκή του μηχανισμού συνήθως συμβαίνει μόνο κατά τη φάση ανύψωσης, η οποία αντιστοιχεί στην υπέρβαση της χρήσιμης αντίστασης, της δύναμης αδράνειας του ωστηρίου και της δύναμης του ελατηρίου, δηλ. όταν ξεπεραστεί μια ορισμένη μειωμένη δύναμη αντίστασης Τ (Εικ. 6.5). Κατά τη φάση χαμηλώματος δεν εμφανίζεται το φαινόμενο της εμπλοκής.

Για να εξαλειφθεί η πιθανότητα εμπλοκής του μηχανισμού κατά τη σχεδίαση, τίθεται η προϋπόθεση ότι η γωνία πίεσης σε όλες τις θέσεις του μηχανισμού είναι μικρότερη από την κρίσιμη γωνία. Εάν η μέγιστη επιτρεπόμενη γωνία πίεσης συμβολίζεται με , τότε αυτή η γωνία πρέπει πάντα να ικανοποιεί την προϋπόθεση

Στην πράξη, λαμβάνεται η γωνία πίεσης για μηχανισμούς έκκεντρου με προοδευτικά κινούμενο προωθητή

Για μηχανισμούς έκκεντρου με περιστρεφόμενο βραχίονα, στους οποίους το μπλοκάρισμα είναι λιγότερο πιθανό, η μέγιστη γωνία πίεσης

Όταν σχεδιάζετε έκκεντρα, μπορείτε να λάβετε υπόψη όχι τη γωνία πίεσης, αλλά τη γωνία μετάδοσης στους υπολογισμούς. Αυτή η γωνία πρέπει να πληροί τις προϋποθέσεις

6.4. Προσδιορισμός της γωνίας πίεσης μέσω των κύριων παραμέτρων του μηχανισμού έκκεντρου

Η γωνία πίεσης μπορεί να εκφραστεί μέσω των βασικών παραμέτρων του μηχανισμού έκκεντρου. Για να το κάνετε αυτό, σκεφτείτε έναν μηχανισμό έκκεντρου (Εικ. 6.4) με έναν προοδευτικά κινούμενο ωστήρα 2. Σχεδιάζουμε μια κανονική γραμμή και βρίσκουμε το στιγμιαίο κέντρο περιστροφής στη σχετική κίνηση των συνδέσμων 1 και 2. Από αυτό έχουμε:

Από την ισότητα (6.13) προκύπτει ότι με τον επιλεγμένο νόμο της κίνησης και του μεγέθους, οι διαστάσεις του έκκεντρου καθορίζονται από την ακτίνα, παίρνουμε μικρότερες γωνίες πίεσης, αλλά μεγαλύτερες διαστάσεις του μηχανισμού έκκεντρου.

Και αντίστροφα, αν μειωθεί, τότε οι γωνίες πίεσης αυξάνονται και η απόδοση του μηχανισμού μειώνεται. Εάν στον μηχανισμό (Εικ. 6.5) ο άξονας κίνησης του ωστήρα διέρχεται από τον άξονα περιστροφής του έκκεντρου και , τότε η ισότητα (6.13) θα πάρει τη μορφή