Левитская О.Н., Левитский Н.И. - Курс теории механизмов и машин, страница 4

щательное) может быть получено соприкасаиием элементов по поверхности. Кииематическне цепи. Кинематической цепью называется система звеньев, образующих между собой кинематические пары. Все кинематические цепи подразделяются на плоские и пространственные. Б плоской кииематической цепи при закреплении одного из рас.

! звеньев все другие совершают движение, параллельное одной и той же неподвижной плоскости. Па рис. 1 показаны кинематические цепи, звенья которых соединены врагцательными паралги. Плоское движение обеспечивается параллельностью осей всех вращательных пар. Кинематические цепи делятся на простые и сложные. Простой кииематической цепью называется цепь, в которой каждое !5 чне Н а м Шарнкоподшипник Карданннй шарнир (Лаула Лнижиое сфер»- ееское соединение) Трекнодвижное сфее рическое соединение Таблииа 2 м не н ск нара Врашателенап пара Сферическая пара с е ленси Сферическая пара звено входит не более чем в две кинематичесние пары (рис.

1, а, в), а сложной — в которой имеется хотя бы одно звено, входящее более чем в дне кинематические пары (рис. 1, б, г, д). Кроме того, различают нез ам кнуты е и з ам к н у ты е кинематические цепи. Незамкнутой называют такую кииематическую цепь, в которой есть звенья, входящие в одну кинематическую пару (рнс, 1, а, б, г), а замкнутой — в которой каждое звено входит по крайней мере в две кинематические пары (рис. 1, в, д). Кинематическая цепь входит в состав каждого механизма, составленного только из твердых тел. Однако нельзя утверждать, что механизи 2 всегда образуется из кинематической цени, так как есть механизмы (напрн- 3 'мер, гидравлические), в которых кнне.

магических цепей может и не быть. Кинематические соединения. Кинема- и тическую пару можно рассматривать как ' у" В двухзвенную незамкнутую кинематическую цепь, прелназначенную для восяро- Рп«. 2 изведения требуемого относительного лвижеиня звеньев. Иногда для воспроизведения этого движения конструктивно более удобная (например, более компактная) книематическая цепь получается при числе звеньев более двух. Кипе. магическая цепь, конструктивно залшняюшая в механизме кинематическую пару, называется кивематическнм соединением. В табл.

2 лапы трн примера кинематическнх соединений с указанием, каким кинематическим паралгони эквивалентны. Шарикоподшнпник представлен как пример кииематического соединения, которое по сравнению с эквивалентной вращательной парой уменыпает трение в парс. Аналогично выполняются роликовые направляющие, эквивалентные поступательной) паре, н винтовые направлявшие с шариками, эквивалентные винчовой паре. Карданный шарнир' представляет собой последовательное соединение трех звеньев двумя врашательнымя парами, оси которых пересекаются.

Это соединение прозце в изготовлении и надежнее, чем сферичесхая вара с пальцем. Последовательное соединение четырех звеньев тремя вращательными парами, осв которых пересекаются в одной точке, заменяет сферическую пару. й 2. ОСНОВНЫЕ ВИДЫ МЕХАНИЗМОВ Плосние механизмы с низшими парами. Механизмы с низшими парами, которые иногда называют рычажными, разделяютсн на плоские и пространственные. Плосним механизмом называют механизм, все подвижные звенья которого совершают движение, параллельное одной и той же неподвижной плоскости.

Из плоских механизмов наибольшее распространение имеют ш а р н и р н ы е меха- ' дмероппмо Кардан 1С. Сягалпо, 1501 †15), мпллпсхпз прял п ыптемятпк, пзучял мехпппзмы, применяемые е часах х мельппплх. Таблииа 8 н «оа и:е» Се а Ны *зне ыз н мз Четырехавенная кнне. Кривомипначюлзунматическаа аепь с олной ный (илн коромыслово поступательной парой по.тзунный) мехаиизи Кулисный меканнэм Четыреззвечиая ыше. магическая цепь с аву. мя смемными поступательными парами Мехаипэи эллинсогра. фа Лвухкулигный меха.

низм Сннусный механизм Четырехзаеиная кииематическая цепь с изумя несмежными поступа. тельиымн парами Тангенснмй меканизм низмы, звенья которых соединены только вращательными парами. На рис. 2 показан механизм шарнирного четырехзвеииика АВС/). В этом механизме четыре звена: стойка О, звенья l, 2 н 3. Звено 2, образующее кинематические пары только с подвижными звеньями, называется шатуном Звено !, совершающее полный оборот вокруг неподвижной оси, называется к р и в о ш и и о м, а звено 3, совершающее качательное движение,— ко р о м ы с л о м.

Шарнирный четырехзвенник может быть трех видов; к р и в о ш и п н о - к о р ои ыслов ы й (показан на рнс. 2); дв ух кр ив о ш и и и ы й (оба звена ! и 3 совершают полный оборот); двухкоромысловый (оба звена ! и 3 — качающиеся). Заменяя в шарнирном четырехзвениике одну или две вращательные пары на наступа тельные, получаем механизмы, показанные в табл.

3. С одной поступательной парой можно получить механизмы двух видов. Если стойкой сделать звено, входящее в поступательную пару, то в механизме будет ползун, т. е, звено, которое входит только в низшие кинематиче- 4 ские пары н совершает прямолинейно-поступателызое движение, а вращающееся звено в зависвмости от соотношения длин звеньев бчдет кривошипом или коромыслом. Соответственно механизм будет называться или к р н в о- Рис. 3 шипно-ползунным, илн коромысло- в о - п о л з у н н ы м.

Если стойкой сделать звено, входящее в две вращательные пары, то в механизме будет кулиса, т. е. звено, вращающееся вокруг неподвижной оси и образующее с другнл1 подвижным звеном поступательную пару. Соответственно механизм называется к ул и с и ы м. Из четырехзвенной кинематической цепи с двумя смежными поступательными парами можно получить механизмы трех видов: механизм э л л и п с о г р а ф а, в котором траектории точек шатуна— эллипсы (окружность и прямая линия считаются частными случаями эллипса), дну х к у лис и ы й механизм н с и н у с ны й механизм. В сннусиом механизме ползун перемещается пропорционально снмусу угла поворота кривошипа, если угол между осями поступательных яар равен 90'.

Из четырехзвенной кннематнческой цепи с двумя несмежными поступательными парами получается только олин вид мехаинзма— т а н г е н с н ы й механизм, названный так потому, что перемещение ползуна пропооцнонально тангенсу угла поворота кулисы, если ее Направляющая проходит через центргя вращательных пар. Конструктцвное оформление рассмотренных механизмов очень разнообразно.

К олной нз разновидностей ьулнсного механизма относится мальтийский механизм (рнс. 3), который прсдназна |ен для преобразования непрерывного вращения звена / во вращение звена 2 с остановками, во время которых звено 2 предохраняется от само- произвольного поворота соприкасанием цилиндрических поверхностей звеньев ! и 2. Число остановок равно числу пазов на звене 2, в которые последовательно входит ролик (цсвка) звена й Во время движения звена 2 механизм по структуре н ~о кинематическим ц) Рис. 4 свойствам тождествен кулисиому механизму. Число пазов в мальтийских механизмах — 4...20. Свое название механизм получил от сходства его с крестом мальтийского ордена при числе пазов, рав- ном 4. и) ' 67 Пространственные меха- низмы с низшими парами. сил Если в четырехзввнном ме- ханизме, звенья которого об- разуют только вращатель- 2 ные пары, осн всех пар пересекаются в одной точке, то траектории точек звеньев лежат на концентрических ! ° сферах и механизм назы- вается сферическим.

На рис. 4, а цоказава схема четырехзвениого сферического механизма для частного слуа) б ф чая, когда оси вращатель- г иых пар трех подвижных г звеньев пересекаются под 3 г з з углом 90', а оси, принадле- жащие стойке, пересекаются ) под произвольным углом и. Этот механизм, известный под названием карданной передачи, служит для переРис. а дачи вращения между ва- лами, оси которых пересекаются, При равномерном вращении одного вала другой вал вращается неравномерно. Указанный недостаток устранен в двойной карданной передаче (рис. 4, б). 20 Четырехзвенные пространственные механизмы с низшими парами используются также для нередачи вращения между скрещивающимися осями.

Наконец, могут быть плоскне и пространственные механизмы с одними поступательными парами. Звенья в этих механизмах часто выполняют в виде клиньев и тогда механизмы называются кл и и он ы м и. Кулачковые механизмы. Кулачком называется звено, которому принадлежит элемент высшей пары, выполненный в виде поверхности переменной кривизны. Механизм, в состав которого входит кулачок, называется кулачковым механизмом. На рис. 5, а показана схема плоского кулачкового механизма. Кулачок 1, напоминающий по форме сжатый кулак, имеет поверхность переменной кривизны, которая соприкасается с роликом 2, образуя высшую пару. Постоянное соприкасание элементов высшей пары обеспечивается пружиной, помещенной между стойкой и выходным звеном 2.

Кулачковые механизмы могут быть нс только плоскими, но и простраиственнымн (рис. 5, б). Разнообразие форм, которые можно придать кулачку, определяет чрезвычайное разнообразие возможных преобразований движения, выполняемых кулачковымн механизмами. Зубчатые механизмы. Зубчатым механизмом называется механизм, в состав которого входят зубчатые звенья. По ГОСТ! 6530 — 83 зубчатое звено определяется как звено, имеющее выступы (зубья) для передачи движения посредством взаимодействия с выступамн другого звена (тоже зубчатого). Каждый зуб может рассматриваться как нулачок, а весь зубчатый механизм — как многократно повторенный кулачковый механизм.

Вращающееся зубчатое звено называется зубчатым колесом. На схеме механизма цилиндрические зубчатые колеса изображаются окружностями, которые перекатываются без скольжения. Например, на рнс. 5, и показан зубчатый планета р н ы й механизм, в котором колесо 2 (сателлит) вращается вокруг своей осн и одновременно движется вместе со звеном 3 вокруг осн центрального (солнечного) колеса 1, т.

е. совершает движение, подобное движению планеты (отсюда название механизма). б) Ряс, 7 Ряс. В Иногда зубчатые механизмы комбинируются с шарнирными. На рис. б, б показан шарнирно-зубчатый (по другой терминологии з у б ч а т о - р ы ч а ж и ы й) механизм, составленный из криаошипно - коромыслового шарнирного четырехзвеннид ка с кривошипам ! и двух зубчатых колес, олно из кол — торых неподвижно соедине.

ио с шатуном 2, а другое ,+ '! (центральное колесо 4) имеет ось врашения, совпадающую с осью арашения 1 коромысла 3. Фрикционные механиз- мы. Механизмы, в которых Рхс. 9 для передачи движения ме- жду соирикасаюшнмися звеньями используется трение, называются фрикционпыин. Например, передача вращения с постояиныл| отаоилением угловых скоростей (передаточным отношением) происходит за счет трения цилиндрических поверхностей колес ! н 2 (рис. 7, а) Передаточное отношение можно регулировать в некоторых пределах, если применить по бову ю фрикцнонную передачу, в которой ролик ! может устанавливаться на различных расстояниях )7 от осн врашения звена 2 (рис.

7, б), соотает- 3 ствуюшпх различным зна. чениям передаточного атно- з шения. Механизмы, в которых передаточное отногнение ! может плавно регулироваться, называются б е сступенчатыми переда- Рнс. 10 Механизмы с гибкимн звеньями. Под гибкими звеньями (иногда гибкими связями) понимаются обычно ремни, канаты, пепи, нити, которые охватывают два или более звеньев н устанавливают определенную саязь между перемешеинями этих звеньев. На рис. 8 показан простейший механизм с гибким звеном, который в отличие от зубчатых н фрикцнонных механизмов может служить для передачи врашенин от одного звена к другому прн значительных расстояниях между осими пх врашения. В зависимости от типа шлбкого звена этот механизм называется ременной, канатной или цепной передачей.