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: 80
Скачиваний: 0
2. |
Изменение ускорения толкателя |
по закону косинуса. Сог |
|||||
л а с н о |
рис. 74 имеем: |
|
|
cos НУ |
|
||
|
|
w — wm |
|
||||
|
|
|
ОЖ |
sin |
( л — |
) ; |
|
|
1 |
Ш т |
— - |
\ |
ф |
|
|
|
|
|
\ |
Фу |
/ |
||
|
|
|
|
|
юткуда из уравнения (82) получим
|
|
Ф . |
|
|
|
я ctgrt — |
|
|
t o - a |
= |
|
|
& |
Фу |
|
П р и |
ф у = 1 рад и а — •— |
рад получим ф л = |
л рад. |
Как |
видно, |
|
|
Радиус начальной шайбы кулачка определяем по уравнению <83).
3. Изменение закона ускорения толкателя по закону синуса. И з рис. 75 имеем:
w = wns\n ( 2 п - ^ ) '-
Тогда
|
|
|
2я |
, / |
Фл |
|
|
При a = -яf |
|
t g a = |
^c t g r^r |
|
|
||
рад, Ф У — 1 рад |
получим |
ф Л = ^3- я . рад |
< Ф У ; RO |
||||
•определяется |
из |
уравнения |
(83). |
|
|
|
|
Д л я внецентренного кулачкового |
механизма и д л я |
кулачко |
|||||
вого механизма |
с коромыслом |
t g a - и |
R0 |
аналогично определяются |
ло выведенным зависимостям (89)—(91).
Взаключение следует отметить, что планетарные кулачковые механизмы являются весьма перспективными с точки .зрения их
"применения д л я придания исполнительному органу машины дви жения по заданной траектории с заданным законом движения; последнее обстоятельство имеет особое значение, если учесть не обходимость соблюдения, например, режимов резания при обра ботке изделий той или иной конфигурации.
Глава VI САТЕЛЛИТНЫЕ КРИВЫЕ ПЛАНЕТАРНЫХ И ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ
ЗУБЧАТЫХ МЕХАНИЗМОВ
Планетарные и дифференциальные механизмы' за последниегоды находят все большее применение на практике не только к а к механизмы, передающие движение от двигателя к машине, но и к а к исполнительные механизмы, у которых используются д в и ж е ния сателлитов или непосредственно, или в соединении с шарнир ным механизмом.
Точки сателлитов планетарных и дифференциальных механиз мов описывают так называемые сателлитные кривые; если с сател литом связать исполнительный орган машины, то очевидно, что, проектируя' соответствующим образом механизм, можно придатьисполнительному органу машины движение по требуемой т р а е к тории.
23. ПЛАНЕТАРНЫЕ ЗУБЧАТЫЕ МЕХАНИЗМЫ
|
Рассмотрим траекторию точек сателлита планетарного меха |
||||||||||||||||
низма (рис. 76). С |
этой целью |
свяжем |
с |
сателлитом точку |
К, |
||||||||||||
которая |
в |
начальном |
положе- |
|
|
|
к > |
|
|
||||||||
нии |
механизма |
находится |
на |
У |
|
|
|
|
|
||||||||
оси |
Ох. |
При |
повороте |
водила |
|
|
|
|
|
|
|||||||
на |
угол |
ф л / |
точка |
|
К |
переме |
|
|
|
|
|
|
|||||
щается |
в |
положение |
К', |
при |
|
|
4 |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
этом |
сателлит |
повернется |
от |
|
|
|
|
|
|
||||||||
носительно водила на угол ф". |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
Известно, |
что |
|
абсолютное |
|
|
|
|
|
|
|||||||
движение |
сателлита |
склады |
|
|
|
|
к |
|
|||||||||
вается из |
переносного |
и |
отно |
|
|
|
|
|
|||||||||
сительного движения . На рис. 76 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
изображен векторный треуголь |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
ник, |
у |
которого гн, |
р |
и |
q |
— |
|
|
|
|
|
|
|||||
соответствующие |
|
|
радиус-век |
Рис. |
76. |
Планетарный • зубчатый |
ме |
||||||||||
торы точки К в переносном, |
|
|
|
ханизм |
|
|
|||||||||||
относительном |
и |
|
абсолютном |
|
|
|
|
|
|
||||||||
движениях . |
Из |
рассмотрения |
этого |
треугольника |
можно |
н а - |
|||||||||||
писать |
следующие |
параметрические |
уравнения |
траектории |
|||||||||||||
точки |
К' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
хк |
=Тн |
cos ф н |
4- р cos (ф? 4- |
ф я ) ; |
|
(92> |
|||||
|
|
|
|
|
|
Ук |
= г н |
sin |
ц>н 4- Р si" ІЧ>2 4- |
Фн)- |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
lib
Здесь |
еро — угол |
поворота |
сателлита |
относительно |
водила; |
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
Фя — угол |
поврота |
водила; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
гн — радиус водила. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Т а к |
как |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ф" + |
фя = |
Фз, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
где |
ср2 — угол, поворота |
сателлита |
|
в |
абсолютном |
движении; |
|
||||||||||||||||||
|
|
г2 — |
радиус сателлита, то уравнения (92) перепишутся в сле |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
дующем |
виде: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
хк |
= |
rH |
cos фя -|- Xr„ cos ф2; |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Ук — ''и s i n Фя + |
|
|
s i n Фз- |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Здесь |
параметр |
X = |
—^—. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
Д л я |
трехзвенного |
планетарного |
механизма |
существует |
зави |
||||||||||||||||||
симость, |
вытекающая |
из формулы |
|
Виллиса, |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ф 2 = |
фяО |
+ ' : |
2 i ) , |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
где |
|
І21 — |
передаточное число в относительном движении от |
сател |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
лита к центральному колесу. |
|
|
|
|
гн |
= |
гх |
|
|||||||||||||
|
|
Если при этом учесть, что д л я внешнего зацепления |
4 |
||||||||||||||||||||||
4 |
''2 |
и |
іі2 < 0 , |
а д л я |
внутреннего |
зацепления |
г и |
= |
П — |
гг |
и |
||||||||||||||
i\i |
> |
Q, то |
уравнения |
(93) |
можно |
переписать в |
следующем |
виде: |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
х-к |
— г2 (i"\ — 1 ) COS фН |
-f- Xr2 |
COS [(1 — і'Іі) фя] |
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
УК |
= |
Г2 |
— 1 ) Sin фя 4" ^ 2 |
Sin [( |
1 — |
|
фя] • |
|
|
|
|||||||||||
|
|
Полученные уравнения представляют собой параметрические |
|||||||||||||||||||||||
уравнения циклоидальных кривых; при этом если i'n\ |
< 0 , |
|
то |
мы |
|||||||||||||||||||||
имеем уравнение |
эпициклоиды; |
если |
ж е |
in{ > |
0, |
то |
уравнение |
||||||||||||||||||
выражает |
гипоциклоиду. |
При |
X > |
|
1 |
гипоциклоида |
будет |
удли |
|||||||||||||||||
ненной, |
а |
при |
X |
<< 1 — |
укороченной. |
Если i"\ = 2, то гипоцик |
|||||||||||||||||||
лоида |
при |
любом |
X превращается |
в эллипс: |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
% |
= |
r2 |
(1 |
|
4 |
X) cos фя ; |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Ук = |
r 2 |
(1 — Ь) sin фн . |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
П р и |
їй' = |
—1 |
уравнения |
(94) преобразуются в уравнения |
улитки |
||||||||||||||||||||
П а с к а л я : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
хк |
— r 2 |
(X cos 2ц>н |
— 2 cos фя); |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Ук — r2 |
|
s i n |
2 ф я |
— 2 sin |
фя). |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Если в этих уравнениях улитки |
Паскаля |
принять |
гг |
= - | ~ и А , = |
|||||||||||||||||||||
— 1, |
то |
получим |
уравнения |
кардиоиды: |
|
|
|
|
|
|
|
|
xK — acosyH(cosq>H |
— 1) 1-; |
ук = а s i n фя (cos |
фн — 1). |
Рис. 77. Сателлитные кри вые планетарного зубча того механизма с внут ренним (а) и внешним
(б) зацеплениями
На рис. 77 приведены сателлитные кривые д л я планетарного механизма с внутренним и внешним зацеплениями. Из рисунков этих кривых видно, что с увеличением передаточных чисел в отно сительном движении увеличивается число узловых точек фигур. Так, например, для планетарного механизма с внутренним за
цеплением число |
узловых точек равно числовому значению $\. |
||
.Из |
рис. 77 т а к ж е |
видно, |
что при 4 > 1 имеем семейство удлинен |
ных |
гипоциклоид, |
а при |
X < 1 — семейство укороченных гипо |
циклоид; при этом с увеличением X увеличивается и величина петель на сателлитной кривой.
24. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ ЗУБЧАТЫЕ МЕХАНИЗМЫ
Рассмотрим сателлитные кривые дефференциальных зубчатых механизмов.
В дифференциальном механизме, как известно, оба централь ных колеса имеют движение (рис. 78), а потому этимеханизмы имеют два независимых параметра и для определенности движения должны иметь два ведущих звена.
Будем считать, что такими звеньями являются центральное колесо / и водило Я .
Рис. 78. Дифференциальный зубчатый механизм
Перемещение, исследуемой |
точки |
||
можно рассматривать как |
результат |
||
сложения перемещения |
точки |
при |
|
неподвижном . центральном |
колесе |
||
и перемещения этой' ж е |
точки |
при |
неподвижном водиле. В этом случае угол поворота сателлита относи
тельно водила |
можно записать |
в следующем виде: |
|
ф2 = фя (1 |
— *2i) — г'гіфь |
где ф х — у г о л |
поворота центрального |
колеса. Тогда уравнение |
|||||||||
траектории |
точки |
К |
в |
параметрическом виде |
будет |
иметь вид: |
|||||
• |
|
М - |
|
1) cos фя 4- |
Хг% cos |
[фя (1 |
|
1*21ф. |
|||
|
|
|
|
О э Ш ф я - ) - |
Ar2 sin [ ф я О - |
• Ї2Ї) - |
І"М |
||||
Пусть |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Фя |
|
|
|
|
|
|
Тогда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X = |
Г2 |
(І21 — 1) |
COS фя 4/- Xr2 |
COS фя |
[ l |
й ( 1 |
|
||||
У = |
гч (in |
— |
l ) |
sin фя + |
^ 2 |
sin фя |
[ l |
• # ( 1 |
к)]. |