Файл: Литвин Ф.Л. Проектирование механизмов и деталей приборов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 239

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Направления радиусов-векторов rd и ге совпадают.

Пусть

кривая

DD',

по

которой^должна

двигаться точка D

механизма, задана

уравнением

 

 

 

 

гd

= rd (#).

(5.130)

Тогда

кривая

ЕЕ'

профильного шаблона

определится выра­

жением

 

 

re

= mrd{$).

(5.131)

 

 

 

Пантограф широко используется для граверных работ, для изго­ товления профильных шаблонов, профильного шлифования и дру­ гих аналогичных операций.

п

Область предельных положений.

 

оси 0S

Рис. 5.33

На основе механизма с параллельными кривошипами в прибо­ ростроении был разработан механизм для передачи движения между параллельными осями с регулируемым расстоянием между осями. Конструктивная схема такого механизма [150] изображена на рис. 5.33. Кинематические схемы механизма с расстоянием между

осями О j 0 3

=

и

Ох03

изображены соответственно на

рис. 5.34, а

и

5.34, б,

где г

= ОХА

= ВС = СА

= С 2 Л 2

= С И і -

Наибольшее

расстояние между осями валов Ох03

= 2г,

из одного

крайнего положения в другое ось 0 2 может быть смещена на вели­ чину Аг (рис. 5.33).

В целях лучшего понимания механизма из него целесообразно выделить: а) основной механизм, составленный из звеньев /, 2 и 2', 3 и стойки; б) совокупность двух добавочных механизмов с парал­ лельными кривошипами, содержащих звенья /, 4, 2', 6, 5 и стойку. Основной механизм служит для передачи вращательного движе­

ния

между

осями Ох

и 0 3

с передаточным

отношением

і 1 3 = х :

: со3

= 1,

Звенья 2

и 2'

образуют шатун

основного

механизма

11 Ф. Л . Литвин

161


с параллельными кривошипами. В процессе движения

звенья 2

и 2' остаются жестко связанными между собой; наличие

шарнира

в точке С необходимо для изменения длины шатуна основного ме­

ханизма в связи с изменением расстояния между о*сями

Oj и 03.

Представим,

что 0Х03

=

и шатун АВ

= 2г (рис. 5.34,

в). Если,

не изменяя

положения звена /, точку 03

звена

3 сместить по ли­

нии 0х03 в О'з, го

2

и 2'

займут положения АС,

СВ' и

шатуном

механизма

станет

звено

АСВ'.

 

 

 

Кривошипно-ползунный механизм часто используется в при­ боростроении как передаточный механизм между датчиком и стрелкой. На рис. 5.35 приведена схема пишущего манометра, ре­ гистрирующего изменение давления в газгольдере. При измене­ нии давления мембранная коробка 1 прогибается до тех пор, пока разность давлений внутри и снаружи коробки не будет уравнове­ шена силами упругости. Перемещение коробки можно рассматри­ вать как перемещение ползуна, который затем приводит в дви­ жение шатун 2 и коромысло 3. Перемещение точки М коромысла записывается на диске 4, совершающем вращательное движение. Применение указанного механизма позволяет увеличить переме­ щение конца коромысла по сравнению с перемещением мембранной коробки. Если изменение давления должно записываться в виде



функции от

времени,

диск 4 с круговой диаграммой

приводится

во вращение часовым

механизмом.

 

Важное

значение

имеет применение шарнирных

механизмов

в качестве прямолинейных направляющих, у которых точка шатуна перемещается по траектории, мало отличающейся от прямой ли­ нии. Такие направляющие механизмы часто используются в запи-

Рис. 5.35

сывающих устройствах. При таком применении желательно, чтобы перемещение точки шатуна, в которой помещено перо, и угол поворота ведущего звена^были связаны зависимостью, близкой к линейной.

На рис. 5.36 представлена схема кривошипно-ползунного ме­ ханизма, используемого в качестве записывающего при электри­

ческих измерениях. Датчиком является поворотная рамка /, помещенная между полюсами постоянного магнита и снабженная грузиками. При изменении измеряемой величины меняется величина силы тока, протекающего по обмотке рамки. Вследствие этого проис­ ходит поворот рамки-кривошипа 1. На шатуне 2 имеется ролик 3. перемещающийся в прямолинейных направляющих 4. На другом конце шатуна помещено перо 5, регистрирующее на движущейся

11*

163

Рис. 5.37

бумаге изменения измеряемой величины. На рис. 5.37

представ­

лены траектории точки D шатуна, выбираемой на различном уда­

лении

от точки

В — центра вращательной

пары,

соединяющей

шатун 2 и кривошип / (рис. 5.36).

 

 

 

 

 

 

На

рис. 5.38,

а представлена

схема

рычажного

 

механизма,

позволяющего

сообщить звену 3

прямолинейно-поступательное

перемещение

в направлении а—а.

Звенья

1, 2,

5

и

стойку 6

(рис. 5.38, б)

можно рассматривать

как

звенья

кривошипно-пол-

зунного механизма. Обычно при проектировании механизма выби­ рают OA = AD = АВ = АС, но это не обязательно. Звено 3 (4 —его кулисный камень) будет совершать прямолинейно-поступа-

Рис. 5.38

тельное перемещение в направлении а—а, при равенстве треуголь­

ников

ОАВ и

ACD. Это будет достигнуто, если OA = AD и

АВ =

АС.

 

Простейшие

четырехзвенные механизмы (четырехшарнирный,

кривошипно-ползунный и кулисный) используются в киноаппа­ ратуре как грейферные механизмы. На рис. 5.39 представлены четырехшарнирный грейферный механизм и траектория, воспроиз­ водимая точкой звена, совершающего сложно-плоское движение.

Мальтийский механизм (рис. 5.40) основан на схеме кулисного механизма и используется для преобразования непрерывного вра­

щательного движения в прерывистое. В

отличие

от кулисного

в мальтийском механизме ограничивается

длина

направляющих

кулисы. Из одного и того же кулисного механизма можно образо­ вать две разновидности мальтийского механизма: с внешним за­ цеплением (рис. 5.41, а), с внутренним касанием (рис. 5.41, б). Ведомое звено 2 мальтийского механизма с внутренним зацепле­ нием вращается в том же направлении, что и кривошип /; в мальтий­ ском механизме с внешним зацеплением вращения звеньев / и 2 совершаются в противоположных направлениях.

Рассмотрим подробнее принцип работы мальтийского меха­ низма. На рис. 5.40 изображен мальтийский механизм с четырьмя пазами. Кривошип / снабжен цевкой а, входящей в паз звена 2 (оно называется мальтийским крестом). Звено 2 будет приводиться


во вращение кривошипом 1 до тех пор, пока кривошип из положе­ ния О х а не перейдет в новое положение, совершив при этом пово­ рот на угол 2а. После этого цевка кривошипа выходит из паза и движение креста прекращается.

Звено 2 будет находиться в по-

Рис. 5.39

Рис. 5.40

кое до тех пор, пока звено / не совершит полный оборот и цевка а не окажется в прежнем положении. После этого цевка а снова войдет в паз звена 2 (соседний по отношению к первому) и криво­ шип / снова приведет в движение звено 2.

Д л я

фиксации

звена

2 в период его выстоя на звене

/ преду­

смотрен

выступ

ADB,

входящий в соответствующую

выточку

звена 2._ В начале движения креста окружности выступа и выточки

совпадают, затем в процессе движения между ними образуется

зазор. После

поворота звена / на угол линия 0гА переходит

в положение

0гА', а 0ХВ переходит в положение, которое зани­

мала линия ОуА в начале движения. Звено 2 совершит при этом поворот на угол 2р и соседняя выточка d2—d2 займет положение,

которое ранее

занимала

выточка d-c—dx. В этот

момент

точка В

фиксирующего

выступа

ADB вступает в касание

с точкой с вы­

точки d2—d2,

и выступ ADB скользит по выточке

d2—d2,

запирая

крест до входа цевки в паз. К началу нового цикла движения креста

кривошип совершит полный оборот, к точке с выточки

d2—d2

подойдет точка А выступа, фиксация креста прекращается

и он

вновь может быть приведен в движение. Из сказанного ясно, что одному циклу движения креста соответствует угол поворота 2а при внешнем зацеплении (рис. 5.40 и 5.41, а) и 2л—2а при внут­ реннем зацеплении (рис. 5.41, б).

При прочих одинаковых условиях максимальное ускорение ведомого звена, а следовательно, и инерционная нагрузка меньше в мальтийском механизме с внутренним зацеплением. Сущест­ венным недостатком мальтийского механизма с внутренним за­ цеплением является необходимость консольного расположения опор кривошипа / по отношению к кресту 2 (по одну сторону от плоскости креста 2). По этой причине мальтийские механизмы с внутренним зацеплением применяются несравненно реже, чем мальтийские механизмы с внешним зацеплением.

Рассмотрим кинематику и условия передачи сил в мальтийском механизме с внешним зацеплением. Функции перемещения, ско­ рости и ускорения креста определяются выражениями (5.50)— (5.52). В этих зависимостях нужно принять, что угол поворота кривошипа изменяется в промежутке я — а ^ ф = ^ я -f-a (рис. 5.41, а); при этом

 

 

 

cosa = -^- = *,.

 

 

(5.132)

Из

зависимости

(5.45)

следует,

что при ц> = п — at|> = p =

= ~2

а. Согласно построениям

рис. 5.40 угловой

шаг пазов

 

 

 

2P =

2 (

- f - a )

=

- ^ - ,

 

(5.133)

где г — число пазов.

 

 

 

 

 

 

 

Отсюда следует:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^ = cosa =

sinp =

s i n ( - i L ) .

 

(5.134)

Соотношение времени движения и покоя креста

определяется

выражением

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*дв

_

2a

_

V 2

г

)

г - 2

 

 

t„

~

2 я - 2 а

~

 

,

~~Т+2'

(О.ісю;