Основные виды механизмов.
Механизм Можно рассматривать как частный случай кинематической цепи, у которой, как минимум, одно звено обращено в стойку, а движение остальных звеньев определено заданным движением входных звеньев.
Отличительными особенностями кинематической цепи, представляющей механизм, являются подвижность и определенность движения ее звеньев относительно стойки.
Механизм может иметь несколько входных и одно выходное звено, в этом случае он называется суммирующим механизмом, и, наоборот, одно входное и несколько выходных, тогда он называется дифференцирующим механизмом.
По назначению Механизмы разделяются на направляющие и передаточные.
Передаточным механизмомназывается устройство, предназначенное для воспроизведения заданной функциональной зависимости между перемещениями входного и выходного звеньев.
Направляющим механизмом называют механизм, у которого траектория определенной точки звена, образующего кинематические пары только с подвижными звеньями, совпадает с заданной кривой.
Рассмотрим основные виды механизмов, нашедших широкое применение в технике.
Механизмы, звенья которых образуют только низшие кинематические пары, называют шарнирно-рычажными. Эти механизмы нашли широкое применение благодаря тому, что они долговечны, надежны и просты в эксплуатации. Основным представителем таких Механизмов является шарнирный четырехзвенник (рис.2.1).
Названия механизмов обычно определяются по названиям их входного и выходного звеньев или характерного звена, входящего в их состав.
|
Шарнирный четырехзвенник применяется в станкостроении, приборостроении, а также в сельскохозяйственных, пищевых, снегоуборочных и других машинах.
Если заменить в шарнирном четырехзвеннике вращательную пару, например D, на поступательную, то получим широко известный кривошипно-ползунный механизм (рис. 2.2).
Рис. 2.2. Различные виды кривошипно-ползунных механизмов:
1 – кривошип 2 - шатун; 3 - ползун
Кривошипно-ползунный (ползунно-кривошипный) механизм нашел широкое применение в компрессорах, насосах, двигателях внутреннего сгорания и других машинах.
Заменив в шарнирном четырехзвеннике вращательную пару С на поступательную, получим кулисный механизм (рис. 2.3).
На pиc.2.3, в кулисный механизм получен из шарнирного четырехзвенника путем замены в нем вращательных пар С и О на поступательные.
Кулисные механизмы нашли широкое применение в строгальных станках благодаря присущему им свойству асимметрии рабочего и холостого хода. Обычно у них длительный рабочий ход и быстрый, обеспечивающий возврат резца в исходное положение холостой ход.
Рис. 2.3. Различные виды кулисных механизмов:
1 – кривошип; 2 – камень; 3 – кулиса.
Большое применение шарнирно-рычажные механизмы нашли в робототехнике (рис. 2.4).
Особенностью этих механизмов является то, что они обладают большим числом степеней свободы, а значит, имеют много приводов. Согласованная работа приводов входных звеньев обеспечивает перемещение схвата по рациональной траектории и в заданное место окружающего пространства.
|
В настоящее время существует большое число разновидностей кулачковых механизмов, некоторые из которых представлены на рис. 2.5.
|
Необходимый закон движения выходного звена кулачкового механизма достигается за счет придания входному звену (кулачку) соответствующей формы. Кулачок может совершать вращательное (рис. 2.5, а, б), поступательное (рис. 2.5, в, г) или сложное движение. Выходное звено, если оно совершает поступательное движение (рис.2.5, а, в), называют толкателем, а если качательное (рис. 2.5, г) - коромыслом. Для снижения потерь на трение в высшей кинематической паре В применяют дополнительное звено-ролик (рис. 2.5, г).
Кулачковые механизмы применяются как в рабочих машинах, так и в разного рода командоаппаратах.
Очень часто в металлорежущих станках, прессах, различных приборах и измерительных устройствах применяются винтовые механизмы, простейший из которых представлен на рис. 2.6:
Рис. 2.6 Винтовой механизм:
1 - винт ; 2 - гайка; А, В, С - кинематические пары
Винтовые механизмы обычно применяются там, где необходимо преобразовать вращательное движение в взаимозависимое поступательное или наоборот. Взаимозависимость движений устанавливается правильным подбором геометрических параметров винтовой пары В.
Клиновыемеханизмы (рис.2.7) применяются в различного вида зажимных устройствах и приспособлениях, в которых требуется создать большое усилие на выходе при ограниченных силах, действующих на входе. Отличительной особенностью этих механизмов являются простота и надежность конструкции.
Механизмы, в которых передача движения между соприкасающимися телами осуществляется за счет сил трения, называются фрикционными. Простейшие трехзвенные фрикционные механизмы представлены на рис. 2.8
Рис. 2.7 Клиновый механизм:
1, 2 - звенья; Л, В, С - кинематические пиры.
Рис. 2.8 Фрикционные механизмы:
а - фрикционный механизм с параллельными осями; б - фрикционный механизм с пересекающимися» осями; в - реечный фрикционный механизм; 1 - входной ролик (колесо);
2 – выходной ролик (колесо); 2'- рейка
Вследствие того что звенья 1 и 2 прижиты друг к другу, по линии касания между ними возникает сила трения, которая увлекает за собой ведомое звено 2.
Широкое применение фрикционные передачи получили в приборах, лентопротяжных механизмах, вариаторах (механизмах с плавной регулировкой числа оборотов).
Для передачи вращательного движения по заданному закону между валами с параллельными, пересекающимися и перекрещивающимися осями применяются различного вида зубчатые механизмы. При помощи зубчатых колес можно осуществлять передачу движения как между валами с неподвижными осями, так и с перемещающимися в пространстве.
Зубчатые механизмы применяют для изменения частоты и направления вращения выходного звена, суммирования или разделения движений.
На рис. 2.9 показаны основные представители зубчатых передач с неподвижными осями.
Рис 2.9. Зубчатые передачи с неподвижными осями:
а - цилиндрическая; б - коническая; в - торцовая; г - реечная;
1 - шестерня; 2 - зубчатое колесо; 2 * рейка
Меньшее из двух зацепляющихся зубчатых колес называют шестерней, а большее - зубчатым колесом.
Рейка является частным случаем зубчатого колеса у которого радиус кривизны равен бесконечности.
|
Если в зубчатой передаче имеются зубчатые колесе с подвижными осями, то их называют планетарными (рис. 2.10):
Планетарные зубчатые передачи но сравнению с передачами с неподвижными осями позволяют передавать большие мощности и передаточные числа при меньшем числе зубчатых колес. Они также широко применяются при создании суммирующих и дифференциальных механизмов.
Передача движений между перекрещивающимися осями осуществляется с помощью червячной передачи (рис. 2.11).
Червячная передача получается из передачи винт-гайка путем продольной разрезки гайки и ее двукратного сворачивания во взаимно перпендикулярных плоскостях. Червячная передача обладает свойством самоторможения и позволяет в одной ступени реализовывать большие передаточные отношения.
Рис. 2.11. Червячная передача:
1 - червяк, 2 - червячное колесо.
К зубчатым механизмам прерывистого движения относятся также механизм мальтийского креста. На рис. З-Л'2. показан механизм четырех лопастного "мальтийского креста".
Механизм "мальтийского креста" преобразует непрерывное вращения ведущего эвена - кривошипа 1 с цевкой 3 в прерывистое вращение "креста" 2, Цевка 3 без удара входит в радиальный паз "креста" 2 и поворачивает его на угол , где z -число пазов.
|
При качаниях коромысла 1 качающаяся собачка 3 сообщает вращение храповому колесу 2 только при движении коромысла против часовой стрелки. Для удержания колеса 2 от самопроизвольного поворота па часовой стрелке при движении коромысла против хода часов служит стопорная собачка 4.
Мальтийские и храповые механизмы широко применяются в станках и приборах,
|
В качестве гибких звеньев, передающих движение от одного эвена механизма к другому, используются ремни, канаты, цепи, нити, ленты, шарики и т.п.,
На рис. 2.14 приведена структурная схема простейшего механизма с гибким звеном.
Передачи с гибкими звеньями широко применяются в машиностроении, приборостроении и в других отраслях промышленности.
|
Дата добавления: 2017-02-13; просмотров: 6922;