Frol_1-125 (1074089), страница 13
Текст из файла (страница 13)
На рнс. 3.15, а, б приведены две схемы кривошипно-ползунного механизма, используемые в машвнах виброударного действия (вибромолот, вибропресс н т. и.) и позволяющие регулировать (накапливать н отдавать) энергию на определенных этапах двнжения за счет энергии пружины.
На рис. 3.15, а упругим звеном является звено 3, состоящее из бойка 34 и ползувн 3 н имеющее параметрическую степень свободы Бз ь На рнс. 3.15, 6 упругим звеном являетсн шатун 2, имеющий параметрическую степень свободы в виде возможного перемещения 52~ деталей 2с н 2 шатуна. Число структурных степеней свободы в обоих механизмах равно единице и реализуется в виде вращения входного звена 2 с угловой скоростью ш 1 3.6.
КЛАССИФИКАЦИЯ МЕХАНИЗМОВ В основе классификации механизмов лежат качественные и количественные характеристики сгроеиия механизма и его движения. Наиболее распросграневы следующие классификации. По ееометричееким и конструктивным нризнокам: 1) рычажные (рис. 3.1б, 3.17), звенья 1, 2, 3, 4, ... образуют только врыцательные, поступательные, цилиндрические или сферические пары А, В, С, ..., Е; 2) зубчатые 1рис. 3.18), в которых зубчатые колеса 1, 2, образу- Риа К16 62 ют со стойкой или водилом вращательные или поступательные пары; 3) кулачковые (рис. 3.19), в состав которых входит кулачок 1, имеющий рабочую поверхность переменной кривизны, выходное звено (толкатель) 2 с роликом 3, образующий высшую йару; 4) винтовые, содержащие винтовую пару (гайку и винт); 5) фрикцыоныые, в которых передача движения осуществ- а1 ляется благодаря силам трения между элементами нарыл й 1 6) мехаыижыы с гибкими звеньями (типа гибкой нерастяжимой нити); 7) механызмы с упругими звеньями, деформация которых влияет ыа движение меха- ~д низма; 1 8) механизмы с переменной структурой; 9) механизмы с остановками выходного звена (рис.
3.20), например мальтийский (рис. 3.20, а), храповой (рис. 3.20, 6); г 10) комбинированные механизмы; Х 11) гидравлические механизмы; 'Д 12) пневматические механи- 13) механизмы с электро- у~ 1 Щ 14) механизмы с электронными заем~тамы. По функциональному назначению и кинематической передаточной функции скорости исполнительного звена: 1) механизмы с постоянным передаточыым отношением (зубчатые, ременные, цепные, каыатные, червячные, фрикциоыыые передачи и др.); 2) механизмы со ступеычато изменяющимся передаточным отношением (коробки перемены скоростей, ступенчатая ременная передача, ступенчатая цепная передача и др.); 3) мехаыизмы для сообщения исполнительному органу возвратно-поступательного движения с постоянной скоростью; 4) мехаыизмы для сообщения исполнительному органу двыжечшя с увеличенной средней скоростью вспомогательного хода по отношению к рабочему ходу; ' 5) механизмы с регулируемым ходом исполнительного органа; 6) механизмы для движения с остановками исполнительного органа (кулачковые, мальтийские, аыкерыые, рычажные и др.); 7) реверсивные механизмы длв перемены направления вращательного н поступательного движения выходного звена; 8) механизмы с переменной передаточной функпдей скорости (передачи с некруглыми зубчатымн колесами, кулачковые, рычажные, рычажно-зубчатые, кулачково-рычажные и др.); 9) суммирующие механюмы н дифференциальп 10) точные и приближенные направлкющие механизмы для движеиик точки по заданной траекторию 11) механизмы длв воспроюведенив заданных функциональных зависимостей; 12) мехапюмы систем управленив и регулированна; 13) предохраннтельные, компенсирующие и уравнительные мехйыпыы; 14) механизмы сцецленив: зубчатые, фрикционные, кулачковые муфты; 15) механюмы захватов, схватов; 1б) тормозные механизмы.
По сп1вуктуре кикемшпической испи: 1) замкнутые и незамкнутые; 2) по степени подвиююстн звеньев в заьалутом контуре; 3) по степенн подвкнности незамкнутой открытой н разветвленной цепи; 4) по числу начальных кннематических пар н последователь ности присоедннениа структурных статически определимых групп с нулевой подвижностью относительно основанив труппы (базы); 5) по числу контурных юбыточных и тождественных связей в механюме. бб ГЛАВА 4 КИНЕМАТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МЕХАНИЗМОВ Дева:евае звеньев мехаввзма провсходат в простраастее в ао аремевв.
Это лвввевве мозво всследоаать с разных позвцвй. В кввематвке взучаютса лвввевва материальных тел без уюта вх масс в действующих ва ввх свл. Ваввешпаьев характервствкамв деввеввй ааллютса траеаторвв, скороств в ускоревва точек в заевьеа меьзвазма, которые саазавы с взмевеввем аремевв. Если ллвпевве рассматрвааетса а фувкцвв даваевва вачальвых заевьее, которым првпвсыеают обобщенвые коордвваты, то ваодат кввематвчесхве передаточвые функции, которые ве занесет от времевв, а аллаютсх ааввывлей теометрвческой характервствкой мехаввзма.
В даввой главе рзсоматрвваютса методы расчета параметров хввематвчесхвх харахтервствк:мехаввзма, которые шрают азввую роль прв расчетах ва стедвв проектарозВвва мзшвв резвого вазвачевва, й м. основнык понятия юшими соотношениями: бее без ол=ООвФГ' очл=дЯд/Йсрз, елее — — =е л со, Йрз ЙФ ее очл = Ш,' (4Л) 67 Определение движевия звеыьев механизма по заданному движению ыачальвых звеыьев или вачальвых пар называют кинематическим анализом механизма.
Оы вьшолвяется ыа.освове кинеманщчес«ой схемы, которая является структурной схемой мехаыизма, дополвеввой размерами звевьев (дливами звевьев, коордвыатами пар, числами зубьев колес, координатами точек ва профиле кулачков и т. и.), ыеобходимых для кивныатического анализа механизма. При расчете скоростей и ускорений задаются значения обобиуеннмх скоростлей и ускорений механизма, являющихся соотвегствеыыо первой и второй производвыми от обобщеввой коордиыаты механизма по времеви. Если производные фуыкций положения берут по обобщенвой коордиыате мехавизма, то их называют соответствеыво кивематыческой передаточной функцией скорости точки (аыалог скорости), угловой скоростью звена (авалог угловой скорости или передаточвое отвошеыие), передаточной функцией ускорения точки или углового ускорения звеыа (авалог ускоревия точки, аналог углового ускоревыя звена).
Связь между скоростью ов (или ускорением ав) точки ва каком-либо звене мехавизма и передаточыой фуыкцией скорости о л (или ускоревия а,л) той же точки определяется следу- (4.2) Весе аевсозт+йевез. В этих соотношениях [ев1= м/с; [ее»е)= м/Рад; [а 1= м/с', [еев1 = м/рад'. Размерность передаточных функций скорости и ускорения— метр, поэтому геометрической интерпретацией их может служить значение ракиуса точки Ве на вращающемся звене 1, которая имеет скорость, равную скорости точки В на другом звене. Связь между угловой скоростью оз» (или угловым ускорением а,) какого-либо звена 1 и передаточной функцией озе» угловой скорости (нли углового ускорения е„) того же звена определяется следующими соотношениями: оЖ4, ох= Ар»/йг; гое»=бер~йр;„оз»= — - --' = озвтот, (4.3) де» ае оз» = оЬ/сот = в»ь где ил — передаточное отношение; о*»в» ее» а,=боь/бг, в„=боь/дюр, =бзтр»/бер,", е»= — аз[+ — е,.
(4 4) евз, ЯЕ» Следовательно, е, евоззз+вевз. В этих соотношениях [гоз)=рад/с; [в3=рад/с; [сов)=[во3=1; [ез)=К рак/сз; [а 3=1. Если ее=О, то ев — — ет/ттз. $ АЗ, ГРАФИКИ ДВИЖЕНИЯ (ДУГОВОЙ КООРДИНАТЫ), СКОРОСТИ, УСКОРЕНИЯ И КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПЕРЕДАТОЧНЫХ ФУНКЦИЙ Если одна нз кинематическнх функций может быть определена или задана таблицей значений илн графиком (рнс. 41), то для определения других используют численные и графические методы вьгчисленлй.
Графиками часто пользуются для наглядности и выявления возможных ошибок при вычислениях. Численное дифференцирование чувствительно к ошибкам, вызванным неточностью исходных данных, и должно проводиться с особой осторож- етвльлв вев абозвеееввезев еелвевв водееревееет, ото овв лелвзотсл свелервье»ев. ох Ряс.
4.1 1 — ( — у.+4у.— Зу.) (пр 1-1)' 1 — (уи~ — у~-~) 2л Йу у)= ех (1=2, 3, .„, и — 1); (4.5) 1 2л — (Зу„— 4у„, +У„Д (при 1=в). Интегрирование фуыкции у(х), задаыной множествамн х,, з „..., х„упорядоченных по возрастаыию или убываыыю значений аргумен'та н у, у, ...„У„соответствующих значеный фуыкшш, проводят по формуле трапеций, или формуле Сшмпсона. При равноотстоящих значениях аргумента х зыачеыия интег- постыл. Приведем для примера формулы дифференцирования функции~(х) заданной конечной последовательностью пар значений (хй ~(х;)).
Если ~(х) задана мноиеством у,, у, ..., у„ее значений у; в и равноотстоящих точках х, с шагом изменения аргумента Ь= х,-х, (1= 2, ..., и) (рис. 4.1, а, б), то искомые значения производной вычисляют по следующим формулам: раков 1=1 у(х)дх вычисляют по одной из следующих формул: 1 формула трапеций Ь 1!=1! !+- (у;+у!,) (г=2, 3, ..., л); г (4.6) формула Симпсона л 1.=1-1+- Ь 2+4у!-!+у), з (4.7) л 4=1!+!-- (у,+4у!+!+у!+!). Результаты вычислений представляют в виде графиков.
На рис. 4.1 показаны разные формы графиков. В декартовых координатах: перемещение В(г); Я(4!!); Я® (рис. 4.1, а); скорость «(г); «(гр,); передаточная функция скорости «,(4!,) (рис. 4.1, б); скорость «(5); передаточная функции скорости «,(5) (рис. 4.1, г); ускорение а(г), а(4!!); передаточная функция ускорения а,(7), ц,(гр!) (рис. 4.1, в); ускорение а(5), передаточная функции ускорения аг(Я (рис.
4.1, д). В полярных координатах: модуль вектора скорости «(4!!) (рнс. 4.1, е). Графическое двфферевцвровяиве. Графическое дифференцироывие начинают с построения графика функции по заданным значениям. Прн экспериментальном исследовании такой график вычерчивают с помощью самопишущих приборов. Далее проводят касательпые к кривой в фиксированных положениях и вычисляют значении производной по тангенсу угла, образованного касательной с осью абсцисс. Например, определение углового ускорении в при заданном графике го (г) проводмт графическим дифференцированием.
На рис. 4.2, а кривая ш (г) изображена по оси ординат в масштабе и мм((рад с '), по осн абсцисс р«мм(с. Искомая функция е(г) может быть найдена по соотношению а вЬ/к) 7кФь и! в=--= — — =-- — = — гй(. (4.8) Ф !) (ху(«д ««4$«! )!« тангенс угла уу наклона касательной к кривой ь(г) в некоторой точке с номером ( представляют в виде отыошеыия отрезков у„~К„ где Х вЂ” выбранный отрезок дифференцироваыия (или полюсное расстояние) 'ОЮ, мм (рис. 4.2, б): цйуУ -у.~К. После подстановки зтого соотыошения в соотношение (4.8) получают (4.9) где у — ордината искомого графика углового ускореныя; (4.10) гн =угеФ Риа 4.3 — масштаб искомого графика е;(г); едыющы СИ: ~у„.]=мм; ~цД=мм/~рад с ~). График функции я=с(г) строят по найденным значениям ординат для ряда позиций.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
