Расчет кривошипно-шатунного механизма

В современных приборах и машинах широкое распространение получили рычажные механизмы и в первую очередь кривошипно-ползунный механизм (рис.96), состоящий из стойки 1, кривошипа 2, шатуна 3 и ползуна 4, движущегося в направляющих 5.

Кривошипно-ползунный механизм служит для преобразования вращательного движения кривошипа в возвратно-поступательное прямолинейное движение ползуна. Наоборот, когда ведущим звеном является ползун, возвратно-поступательное прямолинейное движение ползуна преобразовывается во вращательное движение кривошипа и связанного с ним вала.

Кривошипно-ползунные механизмы широко применяют в поршневых двигателях, компрессорах, прессах, насосах и т. д.

Если прямая, по которой движется центр шарнира, проходит через ось вращения кривошипа О₁, то механизм носит название центрального. Если эта прямая не проходит через точку О, то полученный кривошипно-ползунный механизм называется дезаксиальным или нецентральным.

В некоторых случаях необходимо найти аналитические зависимости перемещения, скорости и ускорения ползуна кривошипно-ползунного механизма от угла поворота кривошипа ОА = r (рис.96).

Перемещение ползуна в зависимости от угла поворота кривошипа

Скорость ползуна v = ds/dt умножим и разделим на dα, тогда

В таком случае

рис.96

Ускорение ползуна a=dV/dt умножим и разделим на dα, тогда

где

В таком случае

Тема 3.11 Валы и оси

Цель:

· Знать названия и назначения элементов конструкции валов и осей: цапф, шеек, галтелей, фасок и т. д.

· Знать марки применяемых материалов; причины выхода из строя и критерии работоспособности валов и осей.

· Уметь провести проектировочный и проверочный расчеты вала и оси.

Валы предназначены для передачи вращающего момента и поддержания расположенных на них деталей (рис. 97а); оси, поддерживая расположенные на них детали, вращающего момента не передают.

Оси бывают вращающимися (рис.97б) и неподвижными (рис.97в).

Рис. 97Валы и оси: а — вал; б — вращающаяся ось; в — неподвижная ось;

1 — цапфа; 2 — шейка

Исходя из расчета на прочность и для удобства установки деталей валы выполняют ступенчатыми. Переходные участки вала выполняют цилиндрическими или коническими с галтелями разной формы и фасками (рис. 98).

Рис. 98Переходные участки вала: 1 — фаска; 2 — галтель; г — радиус галтели

Материалы

Для валов и осей применяют качественные углеродистые и легированные стали. Для валов и осей неответственных передач применяют качественны стали.

Валы и оси обрабатывают на токарных станках, посадочные поверхности могут шлифоваться.