Файл: Боренштейн, Ю. П. Исполнительные механизмы со сложным движением рабочих органов.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.10.2024
Просмотров: 92
Скачиваний: 0
Очевидно, что точка А |
перемещается |
по |
окружности, а точка |
|
В — по прямой. |
|
|
|
|
Напишем систему уравнений окружности, проходящей через |
||||
три точки: |
|
|
|
|
(xAl-a)* |
+ (yAl-b)* |
= |
r*; ] |
|
(хАг-а)* |
+ {уА2-Ъ? |
= |
г*- |
(62) |
(ХАз-а)* |
+ (уАз-ЬТ |
= |
г\ |
J |
Здесь а и |
b — координаты |
центра |
окружности . |
|||
Система |
уравнений приводится |
|
к |
виду: |
||
|
Аа |
+ |
Bb = |
N; |
|
|
где |
Ca + |
Db = |
Е, |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
А = 2(хА,— |
|
xAl)\ |
|
||
|
B |
= |
2(yAi-yAl); |
|||
|
С |
= |
2 (хАз |
|
—хАг)\ |
|
|
> D |
= |
2{yAt—yAt); |
|||
|
Е = УА, — У~А2 + |
Х |
А , — |
Х~А2', |
||
Решая |
систему (63), |
получим: |
|
|
|
|
|
|
_ND — |
|
BE. |
|
|
|
а |
~~ AD— |
|
ВС |
|
, _ AE — CN AD—BC
Тогда из уравнения (62) нетрудно будет определить радиус кривошипа г.
19. СИНТЕЗ МЕХАНИЗМА С НИЗШИМИ КИНЕМАТИЧЕСКИМИ ПАРАМИ ПО КООРДИНАТАМ КОНЦОВ ШАТУНА В ЧЕТЫРЕХ И ПЯТИ ЕГО ПОЛОЖЕНИЯХ
Поставленная задача, очевидно, не может быть решена при синтезе четырехзвенного шарнирного механизма, так как концы шатуна последнего перемещаются по окружности, положение ко торой на плоскости в общем случае определяется тремя точками.
Таким образом, синтез механизма по четырем и пяти положе ния/л шатуна может быть проведен при помощи такого механизма, у которого концы шатуна перемещаются в общем случае по кри вым второго порядка. Эти кривые определяются на плоскости
четырьмя |
точками |
в случае параллельного переноса координат |
|
и пятью |
точками |
при |
наличии дополнительного поворота осей |
координат, в которых |
построена к р и в а я . |
СИНТЕЗ ПО ЧЕТЫРЕМ |
ПОЛОЖЕНИЯМ |
ШАТУНА |
|
|
|
|
|
|||||||||||
У р а в н е н ие кривой второго порядка для |
этого |
случая, |
к а к |
|||||||||||||||
известно, |
имеет |
вид |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Ах2 |
+ |
By2 |
+ |
Dx |
+ Еу |
= |
1. |
|
|
|
|
|
(64) |
||
Напомним, что если в уравнении (64) АВ |
> 0 , |
то |
уравнение |
|||||||||||||||
представляет собой |
эллипс; |
при |
АВ |
< |
0 |
будем |
иметь |
гиперболу: |
||||||||||
и при В = 0-— параболу. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Решение задачи |
синтеза |
механизма |
по |
заданным |
координатадр |
|||||||||||||
точек |
А |
и В в |
четырех |
положениях |
шатуна |
следует |
начинать |
|||||||||||
с определения характера той кривой второго |
порядка, |
|
которую |
|||||||||||||||
можно провести |
через |
четыре |
положения |
точек А |
и |
В. |
|
|||||||||||
С этой целью подставим координаты |
точки |
А |
в уравнение |
(62) |
||||||||||||||
и составим систему |
уравнений |
из |
четырех |
неизвестных. |
Р е ш а я |
|||||||||||||
эти |
уравнения, |
найдем |
коэффициенты |
А, |
В, |
D |
и Е, |
опреде |
ляющие характер кривой, которую можно провести через эти
четыре заданные точки. Если такой кривой оказалась |
парабола |
||||
или гипербола, то механическое воспроизведение |
|
последних |
|||
можно осуществить механизмами, |
изображенными |
на |
рис. |
21 |
|
и 22. Если ж е значения найденных коэффициентов |
уравнения |
||||
определят эллипс, то его воспроизведение |
просто получить меха |
||||
низмом, изображенным на рис. 30. |
|
|
|
|
|
Определив характер кривой и |
выбрав |
механизм |
для ее |
вос |
произведения, нетрудно по заданным координатам четырех точек
определить |
параметры воспроизводящего |
механизма; |
если |
ж е |
||||
с |
ведомым |
звеном этого |
механизма |
соединить конец |
шатуна, |
|||
то |
последний, |
очевидно, |
перемещаясь |
с воспроизводящим меха |
||||
низмом, будет |
проходить |
через четыре |
заданные точки. |
|
||||
|
То ж е следует проделать и для второго конца шатуна — точки |
В |
определив уравнение той кривой, которую можно провести через
четыре заданных |
положения |
точки |
В. |
|
|
|
|
|
|||||
Вышеизложенное предусматривает тот случай, когда распо |
|||||||||||||
ложение |
точек на |
плоскости дает возможность провести через |
|||||||||||
них кривую |
второго |
порядка, |
|
определяемую |
уравнением |
(64). |
|||||||
Д л я |
решения |
задачи синтеза |
по |
координатам |
точек |
А |
и Б |
||||||
в четырех положениях шатуна АВ |
составим |
уравнение |
к р и в о й , |
||||||||||
проходящей |
через |
четыре точки: |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(65) |
Решение |
системы трудности |
не представляет и сводится к вы |
|||||||||||
числению определителя. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Д л я |
конкретности |
задачи |
предположим, |
что |
в |
результате |
|||||||
решения |
системы |
уравнения |
(65) |
оказалось АВ > 0 , |
т. е. |
через |
заданные четыре точки А из |
кривых второго порядка |
выбирается |
||
и проводится |
эллипс. Д а л е е |
предположим, |
что система |
уравнений |
для точки В, |
составленная |
аналогично |
уравнению |
(65), т а к ж е |
имеет корни, определяющие коэффициенты А и В, при которых
через четыре точки В можно |
провести |
эллипс. |
|||
Тогда, представив уравнение |
(62) в параметрическом виде, нахо |
||||
дим |
параметры |
эллипса: |
dA, qA и dB, qB, |
а т а к ж е координаты |
|
а и |
Ъ смещения |
центра |
эллипса. |
|
о
|
|
Рис. 61. Синтез по четырем положениям шатуна |
|
|
|||
Рассмотрим случай, изображенный на рис. 61, Здесь, |
через |
||||||
четыре положения прямой АВ, |
заданных координатами точек А |
||||||
и В, |
проведены |
два эллипса, |
у |
которых dA = AC; |
dB |
— ВС; |
|
qA=AD;qB |
= |
BD. |
|
|
|
|
|
Если |
на шатуне CD в точках |
А |
и В разместить два рабочих ор |
||||
гана, |
то |
ими можно будет осуществить механизацию |
различных |
производственных процессов. Например, можно регулировать направление перемещения изделия по различным траекториям .
Действительно, пусть рабочий орган машины, связанный |
с |
точ |
|||||
кой А, |
перемещает рабочее тело (изделие) по |
кривой |
AXN: |
в |
точ |
||
ке N с помощью специального захватывающего устройства |
(на |
||||||
пример, электромагнита) рабочее тело переадресуется |
другим |
||||||
рабочим органом, |
связанным с точкой В, на кривую |
MN, |
а в точ |
||||
ке М происходит опять возвращение транспортируемого |
изделия |
||||||
на исходную кривую AtN. |
При этом в точках |
М и N |
происходит |
||||
выстой |
изделия, |
время |
которого зависит от |
расстояния |
между |
точками Л и |
В и |
от |
числа оборотов кривошипа. |
|
На шатуне |
может |
быть расположено три и более рабочих |
орга |
|
нов, которые |
дадут |
возможность осуществить перемещение |
рабо |
чего тела по более сложным траекториям г составленным из от дельных отрезков эллипсов различных параметров.
2247 |
89 |
Следует отметить, что в эти сложные траектории |
перемещения |
||||||||
рабочего тела |
могут |
входить |
и |
участки прямых линий. |
|
||||
В |
гл . I I было |
сказано, что |
поворот |
осей эллипса |
можно |
полу |
|||
чить |
в механизме |
эллипсографа, |
если |
шатун выполнить |
заодно |
||||
с жестким отростком Р. В этом случае эллипс будет |
определяться |
||||||||
на плоскости |
пятью |
точками. |
|
|
|
|
|
СИНТЕЗ ПО ПЯТИ ПОЛОЖЕНИЯМ ШАТУНА
Как известно, уравнение кривой второго порядка для общего случая имеет вид
Ах2 + By2 + Сху + Dx + Еу = 1. |
(66) |
Отличие данного уравнения от уравнения (64) заключено в усло вии С 4= 0 и в наличии произведения ху, что и определяет пово-
|
Рис. 62. Синтез по пяти положениям шатуна |
|
|
|
|||
рот осей |
кривой второго порядка на угол у. В зависимости от |
||||||
коэффициентов А, |
В |
и С уравнение (66) может быть |
уравнением |
||||
эллипса |
(АВ—С2 |
> |
0), гиперболы (АВ— |
С 2 < 0) |
и |
параболы |
|
(АВ—С2 |
= 0). |
|
|
|
|
|
|
К а к и в предыдущем случае, решение задачи синтеза |
механизма |
||||||
по пяти положениям |
шатуна следует начинать с определения |
вида |
|||||
той кривой второго порядка, которую можно |
провести через |
пять, |
заданных координатами положений точек А я В. Т а к как решение этой задачи аналогично рассмотренному ранее, то останавливаться на нем не будем, а перейдем непосредственно к синтезу механизма по координатам точек А и В в пяти положениях шатуна.