Файл: Быстрова, В. И. Проектирование механизмов и приборов для целлюлозно-бумажных производств учебное пособие.pdf

движение передается на ролик 2 и, следовательно, на ведомую ось 4, а затем на другие элементы механизма. Передаточное отно­ шение i\-i =wi/co4 = rp//?, где гр — радиус ролика; -радиус на диске.

Грибовидный фрикцион работает аналогично предыдущему, от­ личие лишь в способе ввода радиуса вращения. Шаровой сегмент / (рис. 58, г) вращается вокруг оси тт, которая может поворачи­ ваться относительно оси пп на угол а так, что при повороте обра­ зуется радиус p= J?sina, где R — радиус сферы сегмента; а — угол поворота оси. Для передачи движения необходима прижимающая сила Р, которая прикладывается к ролику. Передаточное отноше­

ние f 1—2 = &>i/(x)2 = гр/р-

Фрикционные механизмы конструктивно просты и дешевы в изготовлении. Позволяют быстро и удобно осуществлять вклю­ чение и выключение механизма, дают возможность плавно менять передаточное отношение, а также создавать реверсивные переда­ чи с переменными числами (рис. 59), предохраняют передаточный механизм от повреждений при перегрузках, не имеют мертвого хода.

Благодаря перечисленным особенностям фрикционные меха­ низмы нашли широкое применение в счетно-решающей технике. С их помощью можно производить интегрирование, умножение, возведение в степень, логарифмирование. Кроме того, их приме­ няют в лентопротяжных механизмах различных самописцев, для, создания беззазорных отсчетных устройств и т. п.

§ 10. ПЕРЕДАЧИ ГИБКИМИ СВЯЗЯМИ

Передачи гибкой связью применяются в приборах и автомати­ ческих устройствах в тех случаях, когда требуется передать вра­ щение на сравнительно большие расстояния либо преобразовать вращательное движение в поступательное или поступательное во вращательное. Они состоят из ведущего и ведомого звеньев, кото­ рые могут быть выполнены в виде колес, барабанов, шкивов, ро­ ликов и т. п., связанных между собой с помощью гибких тел. В качестве последних применяются стальной канатик, гладкая или перфорированная стальная лента, шнур шелковый, хлопчатобу­ мажный, нейлоновый, кожаный, а также ремни и цепочки. Особен­ но широкое применение нашли ленточные передачи.

Ленточные передачи

Ленточные 'передачи осуществляются с помощью ленты, изго­ товленной из высокоуглеродистой стали, имеющей толщину 0,05— 1,5 мм при ширине 2—60 мм, и роликов, закрепленных на вра­ щающихся осях. С помощью ленточных передач можно передавать вращательное движение или преобразовывать вращательное в по­ ступательное движение. Передача может осуществляться как по линейному закону, так и нелинейному.

96

В зависимости от типа связи ленты с роликом существуют два вида ленточных передач: передачи с гладкими роликами и закре­ пленной на них лентой (рис. 60, а), широко применяемые вследст­ вие их высокой точности (недостатком таких передач является сравнительно малый угол поворота — до 300°) и передачи с глад­ кими роликами и свободной лентой (рис. 60, б), позволяющие осу-

Рис. 60. Ленточные передачи.

й — с закрепленной лентой; б — со свободной лентой.

ществлять повороты около 360°. Применение таких передач огра­ ничено проскальзыванием ленты на роликах. Ленточные передачи могут передавать движение на значительные расстояния (1,5—2 м).

ГЛАВА 8. НАПРАВЛЯЮЩИЕ И ОПОРЫ

Опорами и направляющими называются устройства, обеспечи­ вающие заданное относительное движение деталей и узлов. Су­ ществуют направляющие для вращательного и прямолинейного движения.

В основе конструирования всех направляющих лежат два мето­ да: кинематический и машиностроительный. Кинематический метод исходит из чисто теоретических предпосылок, абстрагированных от реальных условий, при которых должны работать направляю­ щие. Такой метод дает возможность определить, сколько точек опоры надо взять, чтобы обеспечить заданное направление. Он за­ ключается в том, что две детали, сконструированные для совмест­ ной работы, имеют общее число точек касания и степеней относи­ тельной свободы, равное шести. Кинематический метод конструиро­ вания направляющих приемлем в тех случаях, когда нагрузки на направляющие невелики. В противном случае используется маши­ ностроительный метод, учитывающий все реальные факторы. Здесь имеют место линии и поверхности касания деталей, в отличие от предыдущего метода, обеспечивающего точки касания направля­ ющих.

§ 1. ТРЕНИЕ В НАПРАВЛЯЮЩИХ

Виды трения

Трение — сложное явление, возникающее при взаимодействии материалов, сопровождающемся механическими, физико-химиче­ скими, электрическими и другими процессами.

Различают трение внешнее и внутреннее. Внутреннее трение связано с несовершенной упругостью твердых тел либо вязкостью жидкостей и газов. Внешнее трение представляет собой сопротив­ ление, возникающее между телами при их относительном переме­ щении. Оно характеризуется тремя тесно связанными между собой процессами: взаимодействием поверхностей твердых тел, измене­ ниями в поверхностных и глубинных слоях материалов и разруше­ нием поверхностных слоев, при котором неровности более твердой поверхности внедряются в более мягкую поверхность.

Основной характеристикой трения является сила трения, на­ правленная в сторону, противоположную сдвигающему усилию. Трение в механизмах может быть как полезным (во фрикционных механизмах, при обработке материалов резанием, шлифованием и т. д.), так и вредным, вызывая потери энергии на нагрев, а также износ трущихся поверхностей. Основные виды внешнего трения: представлены на схеме 1.

Схема 1. Осноппы: виды внешнего трения

98

Трение скольжения возникает в том случае, когда одна и та же поверхность одного тела поступательно перемещается по поверх­ ности другого тела.

Разновидностью трения скольжения является трение верчения. Оно характеризуется тем, что точки, расположенные в плоскости касания двух тел, описывают концентрические окружности вокруг оси верчения.

При трении качения одно тело перемещается по другому таким образом, что в соприкосновение входят последовательно располо­ женные друг за другом точки.

Сухое трение имеет место в том случае, когда поверхности тре­ ния покрыты твердыми пленками, менее прочными, чем основной материал.

Граничное трение наблюдается при контакте поверхностей, покрытых жидкими пленками, однако толщина пленок невелика

(-<0,1 мкм).

Жидкостное трение возникает при движении поверхностей, по­ крытых жидкими пленками, толщина которых такова (^0,1 мкм), что в пленках проявляются объемные свойства жидкостей. В ме­ ханизмах наиболее распространены граничное и жидкостное трения.

Трение в направляющих для прямолинейного движения

Рассмотрим движение ползуна в направляющих под действием движущей силы Q (рис. 61, а). Все силы сопротивления (без сил трения) приведены к одной равнодействующей силе Р, направлен­ ной в сторону, противоположную движению ползуна под некоторым

направлениями сил Р и Q и направлением движения ползуна;

i2, а1, а2— координаты точек приложения сил Р и Q; М, К — точ­ ки приложения реакций Ni и N2.

99

Силы трения определяются в значительной степени величинами реакций Л'; и М2, найдем последние из следующих уравнений рав­ новесия:

проекций сил на направление движения

моментов сил относительно точки К

Яcos а ■(//— а 2)— Я sin а(1 — /Д-f- Q(// —- a x)cos р — Q(L — Z2)sin p —

—л у , — /уУхЯ = 0 .

Выражение (8.3) показывает, что .V2—*оо, если L — fH--*0. В пре­ дельном случае, когда L/H = f, будет заклинивание ползуна в на­ правляющих при всех значениях действующих сил. Чтобы умень­ шить реакции и, следовательно, трение, необходимо уменьшать опрокидывающие моменты, т. е. следует стремиться к тому, чтобы силы Р и Q действовали по одной прямой, взаимно уравновеши­ ваясь и не вызывая давления в направляющих. Подставим выраже­ ния (8.2) и (8.3) в (8.1) и решим его относительно Q:

Движущая сила Q может оказаться бесконечно большой, если cosp = 0, т. е. угол между направлением ее действия и направлением движения ползуна окажется равным я/2 рад:

1 — / 7- + 2 /^- + / t g p ( l — fj- — 2 jr-j = 0.

100