Файл: Кожевников С.Н. Теория механизмов и машин учеб. пособие для студентов вузов.pdf

Рис 63. Гидравлический механизм

ляется диском 1 с отверстием, вращаемым синхронным двигателем 2. К соплу 3 подается сжатый воздух, воздействующий на мембрану переключателя 4. Если отверстие в диске / установится против соп­ ла 3, то давление над мембраной падает, она смещается и пере­ ключает контакты переключателя 4. Двигатель 8 включается и кулачками 9 на валу 7 производит требуемые переключения пнев­ матических клапанов 10. Двигатель 8 останавливается вторым пере­ ключателем 5 при помощи диска 6.

§ 3. СОВРЕМЕННЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К МАШИНАМ

Развитие промышленного производства идет по пути интенсифи­ кации ранее известных и изыскания новых технологических про­ цессов, увеличения объемов производства и более экономичного

34

способа его ведения, удовлетворения все более возрастающих тре­ бований в отношении качества и точности различного вида изделий.

Парк машин во всех отраслях промышленности не только увели­ чивается численно, но и становится все более сложным, требующим от их создателей знаний не только в области конструирования, т. е. в области механики, материаловедения и специальной технологии, но и значительно более широких.

Интенсификация процессов неизбежно вызывает увеличение ско­ ростей и энергетических мощностей.

В горной, металлургической и других отраслях промышленности внедряются машинные комплексы, потребляющие сотни тысяч киловатт-часов энергии.

Строительство энергосиловых агрегатов ограниченной мощности для удовлетворения потребности промышленности и транспорта в энергии становится уже невыгодным. Развивается строительство

Реакция человека, управляющего машиной, оказывается уже недостаточно быстрой, чтобы своевременно и в нужном направле­ нии произвести изменение режима работы. Поэтому все более ши­ роко внедряется автоматическое управление отдельными маши­ нами и целыми машинными комплексами.

Тот или иной полуфабрикат или изделие можно получить раз­ личными способами, иначе говоря, различными технологическими процессами, причем эффективность их будет различная. В связи с этим правильно было бы при разработке специальных машин учи­ тывать вариантность-технологического процесса и его расчленение на части. В этом случае уже могут быть предъявлены определенные

рять интенсивному технологическому процессу. Практика пока­ зала, что наиболее производительным является непрерывный тех­ нологический процесс, поэтому при проектировании новых машин следует прежде всего стремиться к разработке непрерывного техно­ логического процесса при производстве, изделий или полуфабри­ катов того или иного вида.

Н а д е ж н о с т ь работы машины обеспечивает более высокую производительность хотя бы потому, что уменьшается время на устранение неполадок, ее настройку и пр. Вынужденная остановка в технологической линии малонадежной машины неизбежно вызы­ вает простой других машин, что сказывается на производительности всей линии. Машина тем надежнее, чем она проще, т. е. чем меньше отдельных звеньев, требующих согласованной работы. Следует еще

СТРУКТУРА И КИНЕМАТИКА МЕХАНИЗМОВ

первая СТРУКТУРА МЕХАНИЗМОВ

§ 1.1. СТЕПЕНИ СВОБОДЫ И УСЛОВИЯ СВЯЗИ

Звенья. Механизм представляет собой совокупность тел, связан­ ных между собой подвижно. Каждое из тел, входящих в состав ме­ ханизма и состоящих очень часто из комплекса неподвижно сочле­ ненных между собой деталей, называется звеном. Звенья могут обла­ дать различными физическими свойствами. Как правило, механизм составлен из твердых тел, расстояние между двумя произвольно вы­ бранными точками которых остается постоянным, т. е.' может счи­ таться не зависящим ни от времени, ни от действующих на звено сил. В таком случае звено называют жестким.

Изображая жесткие звенья на схемах механизмов, обычно от­ влекаются от их конструктивных форм и отмечают только их гео­ метрические особенности. Например, главный шатун Ѵ-образного двигателя (рис. 1.1, б) на кинематической схеме изображается в

Наряду с жесткими звеньями в механизме нужно различать еще упругие и гибкие звенья.

В качестве упругих звеньев в механизмах используются раз­ личного вида пружины и рессоры, металло-резиновые соединения и др. Воздух или газ, заключенный в пространстве с переменным объемом, необходимо также рассматривать как упругое звено. На рис. 1.2 показаны две схемы механизмов с упругими звеньями. В механизме по схеме рис. 1.2, а в составной шатун вмонтированы пружины, длина которых может изменяться под действием сил, приложенных в точках А и В. Свойство упругости в данном случае может проявляться только в движении. При неподвижно закреп­ ленных точках А и В шатун будет вести себя как твердое тело.

Воздух, заключенный в полости шатуна (рис. 1.2, б), закрытой поршнем, обладает таким же свойством, как и пружина, т. е. сжи­ мается под действием сил, действующих в точках А и В.

Таким образом, свойство упругих звеньев, деформируемость, проявляется только при наличии сил, действующих на звенья.

37

К гибким звеньям относятся канаты, ремни, цепи и пр.; с их помощью можно связывать между собой отдельные звенья меха­ низма, как это имеет место, например, в механизмах мостовых кра­ нов, экскаваторах, механизмах приводов и др. Указанные звенья могут переносить движение от одного жесткого звена механизма к другому лишь в том случае, если вдоль них действуют растягиваю­ щие силы, т. е. они оказываются односторонне действующими.

Свойствами гибких звеньев — переносить движение от одного жесткого звена к другому — обладают также жидкость и система твердых тел в объемной гидростатической (рис. 1.3, а) и шариковой передачах (рис. 1.3, б). Отличительной особенностью этих тел является то, что они могут работать только на сжатие.

В особых случаях при расчетах должна быть принята во внима­

Степени свободы. Твердое тело в пространстве (рис. 1.4, а) может иметь шесть независимых движений: три поступательных вдоль координатных осей х, у, z и три вращательных вокруг координатных осей или им параллельных. Если рассматривается п независимых тел (звеньев), то их общее число степеней свободы, очевидно, равно 6 п.

Тело в плоском движении обладает тремя степенями свободы (рис. 1.4, б).

Условия связи. Каждое из геометрических, кинематических или

38

В каждом из этих случаев мы уничтожаем одно, два или три не­

точка может быть задана либо тремя координатами, либо как точка

Ограничения, наложенные в трех рассмотренных случаях, имеют геометрический смысл, поэтому условия связи можно назвать гео­ метрическими. Вследствие того, что геометрические связи не зави­ сят от времени, их можно определить так же, как стационарные связи.

При двух телах систему координат можно связать с одним телом, тогда следует рассматривать возможные движения второго тела относительно первого. При выяснении возможного числа ограниче­ ний в относительном движении, т. е. возможного числа внесенных

39