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

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

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*; ]

Аг-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 , —

Х2',

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.