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
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 |
= |
2г и |
Ох03 |
<С 2г |
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 = (ох : |
: 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 |
= |
2г 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 2а 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 |
~ |
|
, |
2л |
~~Т+2' |
(О.ісю; |