Артоболевский И.И. - Теория механизмов и машин (1073999), страница 104
Текст из файла (страница 104)
Имеем Х(соз ф — л) О, или сов !р!' = Х, и, далее, учитывая равенство (25.8), получаем сов т! = з!и (лlг), Хв1о е,' щ = агс15 ' .. (25.9) 1-Асов р! (25.12) откуда находим л л Г! 11 !р! = — — = я — — — — Я>1 2 г ~2 г/ (25.14) т. е. угловая скорость о!в креста равна нулю при входе и выходе цевки из паза, и, следовательно, жесткие удары в механизме отсутствуют. 1 ш. механизмы с внешним зхцвплвнивм 609 Угловая скорость птт креста будет максимальной и равной пзтг ахп когда угол ф~ будет равен ф1 = О, т. е. в положении, когда ось паза совпадает с прямой 0,0, (рис.
25,2). Из формулы (25.10) следует, что в этом положении аналог угловой скорости щ равен (25.15) фенин 1 ' у' В этом положении угловое ускорение е, креста равно нулю. Угловые ускорения зт креста в моменты входа н выхода цевки из зацепления равны ав = фзрз1, (25.16) где абсолютная величина аналога фз углового ускорения ББ, согласно формуле (25.11), имеет вид Б1П вЂ” ~1-Б1ПБ — ) Б1П ~ — — — / ( "1 "1' 1 2 Б1П вЂ” СОБ — + в!па†~ 2 г/ г] Из формулы (25.17) следует, что так как и/г ) О, то в моменты начала и конца поворота креста он имеет некоторые ускорения, которые определяют мягкий удар. При уменьшении числа пазоввоз- зг растают максимальные угловые скорости креста и угловые ускорения в моменты входа и выхода цевки из зацепления. Резкое возрастание ускорений, а с ним и динамических на- 4 грузок является существенным не- т, достатком мальтийских механизмов От с малым числом пазов.
г 8', ОСнОвНые разМЕРЫ Ззснвсв "ис ввл детальсхемммехввивма мальтийского креста с внешним аамальтийского механизма (рис. 25.1) Иеплением определя1отся следующим образом. Если задано межосевое расстояние (0,0,) = Е и выбрано число Б пазоз креста, то радиус /с кривошипа равен /с = (. Б1п сРБ = /. Б(п (и/г). Расстояние о от оси врашения креста до торцов его пазов равно 3 = асов фа = асов(п/г). 616, гл. 26. синтез кэллчковых мехАнизмОВ Длина Ь паза креста определится из рис. 25.2, на котором показано положение механизма мальтийского креста, когда ось паза совпадает о линией 0,0,: й 5+0 — 1.+г, где г — радиус цевки, и, далее, й = 1,(соз — +мп —" — 1) +г.
г г 4'. Если звено 1 (рис. 25.3) имеет несколько симметрично расположенных цевок, то число т этих цевок может быть опредеа ш лено из неравенства (25.6). Из этого неравенства следует, что число т цевок может быть в пределах т = 1 ...
5. На рис. 25.3 показан мальтийский механизм с числом цевок т = 3 и числом пазов г = 4, что удовлетворяет неравенству (25.6). Угол 2фт поворота звена 1, при котором происходит поворот креста 2, равен, по формуле (25.3), Рнс. тс.а. Схема меха. ннзма малатнйскстп креста с внешнем зацеп. леннем в тремя цеанамв 2ф, = и (1 — —,) .
(25.18) Угол поворота 2фе звена 1, при котором крест 2 находится в покое, равен 2п 2я 2п /2 2 2фе = — — 2фт = — — и + — = и ( — + — — 1) . (25.19) —,и т — ш г ~тл г Коэффициент движения т равен 2фт лз (г — 2) 2фв+ 2фт 2г (25.20) Глава 26 СИНТЕЗ КУЛАЧКОВЫХ МЕХАНИЗМОВ $112. Основные типы плоских кулачковых механизмов 1'. В настоящем параграфе мы рассмотрим основные типы кулачковых механизмов, причем для удобства рассмотрения разобьем эти механизмы в зависимости от движения выходного звена на следующие три вида: 1) выходное звено движется поступательно; 2) выходное звено вращается; 3) выходное звено совершает сложное движение.
Примером первого вида кулачковых механизмов может служить механизм, кинематическая схема которого показана на рис. 26.1, а, а пк ОснОВные типы плОских кулАчковых мехАнизмОВ щ! Цилиндр, ограниченный в сечении плоской кривой 1, вращается вокруг оси А с заданной угловой скоростью е. Действуя на ролик 3, свободно вращающийся вокруг оси, цилиндр 1 заставляет звено 2 двигаться поступательно в направляющих С вЂ” С. Условимся в кулачковых механизмах называть кулачком то звено высшей пары, элемент которого имеет переменную кривизну.
Профилем плоского кулачка условимся называть кривую, получаемую в сечении элемента кулачка плоского механизма пло. скостью, параллельной плос- а Ф кости движения кулачка. Тогда в механизме, показан- г ном на рис. 26А, а, звено 1 с Ю является кулачком, а кривая г г г а — профилем кулачка. и В На рис. 26А, б показан второй вид кулачкового ме- l ханизма. Кулачок 1 вращает- -®)- Ф ся с заданной угловой скоростью Вз. Действуя на ролик д, кулачок 1 заставляет звено 2 вращаться вокруг оси С. На рис. 26.1, В показан третий вид кулачкового механизма. Кулачок 1 вращается вокруг оси с угловой скоростью ы.
Действуя на ролик б, кулачок 1 заставляет звено 2 совершать сложное движение, в то время как звенья 3 и 4 вращаются соответственно вокруг осей Е н г. 2'. Внутри каждого вида кулачковых механизмов мы можем получить различные разновидности этих механизмов в зависимости от характера движения кулачка, взаимного расположения кулачка и выходного звена, геометрических форм элемента, принадлежащего выходному звену. Например, кулачковые механизмы с поступательно движущимся звеном вида, показанного на рис.
26.), а, могут иметь различные кинематические схемы, показанные на рис. 26.2, так как кулачок может вращаться вокруг неподвижной оси А (рис. 26,2, а, б и в) илн двигаться поступательно (рис. 26.2, г и д) вдоль оси х — х и т. д. Ось у — у выходного звена может пересекать ось А вращения кулачка (рис.
26.2, а) и не пересекать ее (рис. 26.2, в), образуя некоторое кратчайшее расстояние, равное 1. Ось у — у движения звена 2 может быть перпендикулярна к оси х — х движения кулачка (рис. 26.2., г) или образовать некоторый угол а с осью х — х (рис. 26.2, д). Наконец, выходное звено может оканчиваться точкой С (острием) (рис. 26.2, а и г), круглым роликом 8(рис. 26.2, в и д) или прямой а — а (плоской тарелкой) (рис. 26.2, б). Выходное звено 2, движущееся поступательно, носит название толкаглеля или иапанги.
б)а гя. ы. синтез кулдчковых мвхднизмов Выходное звено 2, вращающееся вокруг неподвижной оси (рис. 26.1, б), носит название коромысла, и выходное звено 2, имеющее сложное движение (26.1, в), называется шатуном. Если ось у — у толкателя проходит через ось А вращения кулачка (рис. 26.2, а), то такой механизм обычно называется кулачковым Рпс. 22.2. Схемм куяачковмх механпзмов: е) с поступательно дввжущвмся тоаквтехем с острием на конце; б) с паоснпм товкатевем; е) с поступатехьно двнжущпмся толкете. вем и роликом; е) с ноступвтеаьно движущимся куввчком и тоннатеаем с острием; д) с поступатеяьно двпжущнмвся кулачком, тоннатеяем и роликом механизмом с центральным толкателем. Если ось у — у отстоит на кратчайшее расстояние е от оси А вращения кулачка (рис.
26.2, в), то такой механизм называется кулачковым механизмом со смен)енным толкателем. Механизм, показанный на рис. 26.1, б, носит 2, название кулачкового механизма с коромыслом и т, д. В зависимости от характера движения л выходных и входных звеньев, геометричеОе ских форм элементов звеньев, расположения низших кинематических пар, в которые входят звенья кулачковых механизмов, мы можем получить самые различные типы кулачковых механизмов. Наибольшее распространение в машинах получили типы кулачковых механизмов, показанные на рис. 26.1, а и б, и кулачковые механизмы, схемы которых показаны на рис. 26.2 и 26.3. 3'. При работе кулачковых механизмов необходимо, чтобы было постоянное соприкосновение входного и выходного звеньев.
Это соприкасание может быть обеспечено, например, чисто геометрически, если выполнить профиль кулачка в форме паза а — а (рис. 26.4, а), боковые поверхности которого огибают ролик 3. Пазовый кулачок обеспечивает геометрическое замыкание высшей пары кулачкового механизма. На рис. 26.4, б показан другой способ кинематического замыкания — с помощью двух роликов 3 и 4. При таком замыкании на профиль кулачка накладывается дополнительное условие Рве.
22.3. Схема нухачковото механизма с короммсяом. квсающвмся кулачка 1 ))3. проектнРОЕАние кулАчковых мехАиизмов 5)3 равенства суммы противоположных радиусов-векторов Г и г' центрового профиля кулачка расстоянию 1 между осями вращения Г Рнс. 26Л, Схемы кулачковых механиз. нов с силовым замыканием: о) с оостуизчельно движущимся толкателем; б) с возвратно-вращающимся коромыслом Рнс.
26.6. Скемы нулачковых механнз. мов с геометрическим замыканием: о) с оазовым кулачком; б) с двумя толнателями в рамкс роликов 3 и 4. Чаще всего применяется силовое замыкание а по- мощью пружины 4 (рис. 26.6, а н б). $113. Исходные данные для проектирования кулачковых механизмов 1'. Чтобы спроектировать профиль кулачка кулачкового механизма, необходимо выбрать а) кинематическую схему механизма, б) закон движения выходного звена в функции обобщенной координаты, в) некоторые основные размеры звеньев.
Выбор той или иной кинематической схемы механизма определяется в первую очередь из конструктивных соображений необходимостью воспроизведения требуемого по условиямтехнологнческого процесса движения выходного звена. Выбор закона движения выходного звена в функции л обобщенной координаты является основным этапом в проектирова- б ! ! нии кулачкового механизма.
При выборе закона движения необходимо, чтобы этот закон удовлетворял требованиям того технологи- у ЧЕСКОГО Працссеа, дЛя ВЫПОЛНЕНИЯ рв,, 6 С Рис. 26.6. Схема кулачкоио-рычажво. КОТОРОГО ПРОЕКтИРУЕтСЯ КУЛаЧКО го механизма ножниц вый механизм Например, на рис. 26.6 показан кулачковый механизм ножниц конфетооберточного автомата. При вращении пазового кулачка 1, угловой рычаг 2, ролик которого перекатывается в пазу кулачка, поворачивается вокруг оси А, производя открытие и закрытие !7 И.
И Артоболевския б!4 гл. вб. синтез кулАчкозых мехАнИЗмОВ ножниц, лезвия которых представляют собой звенья о и 4. Таким образом, время Т полного цикла движения механизма состоит из времени 1, закрытия ножниц, времени 1, открытия и времени 1, выстоя (покоя) ножниц. Таким образом, полное время Т движения механизма равно Т ' ' 1в + 1о + 1в (26.)1 Промежутки времени 1„ 1, и 1, выбираются в соответствии о требованиями технологического процесса и максимальной производительности механизма.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
