МЕХАНИЗМЫ С ГИБКИМИ ЗВЕНЬЯМИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО Проф ОБРАЗОВАНИЯ

«ТЮМЕНСКИЙ Муниципальный НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ИНСТИТУТ ТРАНСПОРТА

Кафедра Детали машин

ОБЗОР Главных ВИДОВ Устройств

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к практическим занятиям по Теории устройств и машин для студентов специальностей НР-130503, ПСТ-130501, НБ-130504, МОП-130602, АТХ-190601, СТЭ-190603, ПДМ-190205, СП-150202, ПТИ-260703, ТМ-151001, МКC-151002, МХП-240801, МСО-190207

очной и заочной полной и сокращенной форм МЕХАНИЗМЫ С ГИБКИМИ ЗВЕНЬЯМИ обучения

Тюмень 2007

Утверждено редакционно-издательским советом

Тюменского муниципального нефтегазового института

Составители: доцент, к.т.н. Забанов Миша Петрович

доктор, д.т.н. Бабичев Дмитрий Тихонович

помощник, Панков Дмитрий Николаевич

© государственное образовательное учреждение высшего проф образования

«Тюменский муниципальный нефтегазовый университет»

2007 г

ЦЕЛЬ И СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В процессе занятия нужно ознакомиться с основными группами и видами устройств, их МЕХАНИЗМЫ С ГИБКИМИ ЗВЕНЬЯМИ графическими изображениями. Научиться представлять реальный механизм в виде схемы.

В отчете нужно изобразить и обрисовать традиционные виды устройств.

Ведущей отраслью современной техники является машиностроение. Про­гресс машиностроения определяется созданием новых высокопроизводитель­ных и надежных машин. Решение этой важной препядствия основывается на всеохватывающем использовании результатов многих научных дисциплин и, в МЕХАНИЗМЫ С ГИБКИМИ ЗВЕНЬЯМИ пер­вую очередь, теории устройств и машин.

По мере развития машин содержание термина "машина" изменялось. Для современных машин дадим последующее определение: машина есть устройство, создаваемое человеком для преобразования энергии, материалов и инфы с целью облегчения физического и интеллектуального труда, роста его производительности и частичной либо полной подмены человека в МЕХАНИЗМЫ С ГИБКИМИ ЗВЕНЬЯМИ его трудовых и физиологических функциях.

По выполняемым машинами функциям их делят на последующие классы:

1) Энерго машины

2) Транспортные машины

3) Технологические машины

4) Контрольно-управляющие машины

5) Логические машины

6) Кибернетические машины

Определение термина "механизм" не один раз изменялось по мере того, как появлялись новые механизмы.

Механизм есть система тел, созданная для преобразования движения 1-го либо нескольких жестких тел в требуемые МЕХАНИЗМЫ С ГИБКИМИ ЗВЕНЬЯМИ движения других тел. Если в преобразовании движения не считая жестких тел участвуют водянистые либо газообразные тела, то механизм именуется соответственно гидравлическим либо пневматическим. Исходя из убеждений многофункционального предназначения механизмы делятся на последующие виды:

1) Механизмы движков и преобразователей

2) Передаточные механизмы

3) Исполнительные механизмы

4) Механизмы управления, контроля и регулирования

5) Механизмы подачи, транспортировки и сортировки обрабатываемых изделий МЕХАНИЗМЫ С ГИБКИМИ ЗВЕНЬЯМИ и объектов

6) Механизмы автоматического счета, взвешивания и упаковки готовой продукции

Главным признаком механизма является преобразование механического движения. Механизм заходит в состав многих машин, т. к. для преобразования энергии, материалов и инфы требуется обычно преобразование движения получаемого от мотора. Нельзя отождествлять понятия "машина" и "механизм". Во-1-х, не считая устройств в машине всегда МЕХАНИЗМЫ С ГИБКИМИ ЗВЕНЬЯМИ имеются дополни­тельные устройства, связанные с управлением механизмами. Во-2-х, есть машины, в каких нет устройств. К примеру, в последние годы сделаны тех­нологические машины, в каких каждый исполнительный орган приводится в движение от личного электро- либо гидродвигателя.

При описании устройств, они были разбиты на отдельные группы по признаку их МЕХАНИЗМЫ С ГИБКИМИ ЗВЕНЬЯМИ конструктивного дизайна (рычажные, кулачковые, фрикцион­ные, зубчатые и др.)

Механизмы образуются поочередным присоединениям звеньев к исходному механизму.

ЗВЕНО – одна либо несколько бездвижно соединенных вместе деталей, входящих в механизм и передвигающихся, как одно целое.

ВХОДНОЕ ЗВЕНО – звено, которому сообщается движение, преобразуемое механизмом в требуемые движения других звеньев. Входное звено соединено МЕХАНИЗМЫ С ГИБКИМИ ЗВЕНЬЯМИ с движком или с выходным звеном другого механизма.

ВЫХОДНОЕ ЗВЕНО – звено, совершающее движение, для выполнения которого предназначен механизм. Выходное звено соединено с исполнительным устройством (рабочим органом, указателем прибора), или со входным звеном другого механизма.

Звенья соединяются вместе подвижно средством кинематических пар: вращательных (шарнир) и поступательных (ползун).

Траектория перемещения точки МЕХАНИЗМЫ С ГИБКИМИ ЗВЕНЬЯМИ (звена) – линия перемещения точки в плоскости. Это может быть ровная линия либо кривая.

РЫЧАЖНЫЕ МЕХАНИЗМЫ

Рычажными механизмами именуют механизмы, в которые входят жесткие звенья, соединенные меж собой вращательными и поступательными кинема­тическими парами. Простым рычажным механизмом является двухзвенный механизм, состоящий из недвижного звена-стойки 2 (Рис.1.1) и подвижного рычага 1, имеющего МЕХАНИЗМЫ С ГИБКИМИ ЗВЕНЬЯМИ возможность крутиться вокруг недвижной оси (как правило это исходный механизм).

Рис.1.1Двухзвенный рычажный механизм

К двухзвенным рычажным механизмам относятся механизмы многих ро­тационных машин: электромоторов, лопастных турбин и вентиляторов. Меха­низмы всех этих машин состоят из стойки и вращающегося в недвижных подшипниках звена (ротора).

Более сложными рычажными механизмами являются механизмы МЕХАНИЗМЫ С ГИБКИМИ ЗВЕНЬЯМИ, состоя­щие из 4 звеньев, так именуемые четырехзвенные механизмы.

На Рис.1.2 показан механизм шарнирного четырехзвенника, состоящего из 3-х подвижных звеньев 1, 2, 3 и 1-го недвижного звена 4. Звено 1, со­единенное со стойкой, может совершать полный оборот и носит заглавие кри­вошипа. Таковой шарнирный четырехзвенник, имеющий в собственном составе один кривошип и одно коромысло МЕХАНИЗМЫ С ГИБКИМИ ЗВЕНЬЯМИ именуется кривошипно-коромысловым меха­низмом, где вращательное движение кривошипа средством шатуна преобразуется в качательное движение коромысла. Если кривошип и шатун вытянуты в одну линию, то коромысло займет последнее правое положение, а при наложении друг на друга – левое.

Рис. 1.2 Механизм шарнирного четырехзвенника

Примером такового механизма является механизм представленный на Рис.1.3, где МЕХАНИЗМЫ С ГИБКИМИ ЗВЕНЬЯМИ звено 1 – кривошип (входное звено), звено 2 – шатун, звено 3 – ко­ромысло. Точка MS двигаясь по кривой обрисовывает линию движения . Одни линии движения могут быть воспроизведены рычажными механизмами на теоретическом уровне точно, другие – приближенно, с достаточной для практики степе­нью точности.

Рассматриваемый механизм, именуемый симметричным механизмом Чебышева, нередко используют в МЕХАНИЗМЫ С ГИБКИМИ ЗВЕНЬЯМИ качестве радиального направляющего механизма, у которого АВ = ВС = ВМ = 1. При обозначенных соотношениях

Рис. 1.3 Кривошипно-коромысловый механизм

точка М шатуна АВ обрисовывает линию движения, симметричную относительно оси n - п. Угол наклона оси симметрии к полосы центров СО определяется: ÐМСО = π – Ω / 2. Часть линии движения точки М является дугой окружности радиуса О1М, что может быть применено в МЕХАНИЗМЫ С ГИБКИМИ ЗВЕНЬЯМИ механизмах с остановкой выходного звена.

Другим примером четырехзвенника является обширно распро­страненный в технике кривошипно-ползунный механизм (Рис. 1.4).

Рис. 1.4 Кривошипно-ползунный механизм

В этом механизме заместо коромысла устанавливается ползун, передвигающийся в непод­вижной направляющей. Этот кривошипно-шатунный механизм используют в поршневых движках, насосах, компрессорах и т.д. Если эксцентриситет е равен МЕХАНИЗМЫ С ГИБКИМИ ЗВЕНЬЯМИ нулю, то получим центральный кривошипно-ползунный механизм либо аксиальный. При е не равном нулю кривошипно-ползунный механизм называ­ется нецентральным либо дезаксиальным. Тут вращение кривошипа ОА через шатун АВ преобразуется в возвратно-поступательное движение ползуна. Есте­ственно последние положения ползуна,будут при расположении кривошипа и шатуна в МЕХАНИЗМЫ С ГИБКИМИ ЗВЕНЬЯМИ одну линию.

Если в рассмотренном механизме поменять неподвиж­ную направляющую на подвижную, которая именуется кулисой, то получим четырехзвенный кулисный механизм с кулисным камнем. Примером такового механизма может слу­жить кулисный механизм строгального станка (Рис.1.5). Кривошип 1, враща­ясь вокруг оси, через кулисный камень 2 принуждает кулису 3 совершать качательное движение. При всем этом кулисный МЕХАНИЗМЫ С ГИБКИМИ ЗВЕНЬЯМИ камень относительно кулисы движется возвратно-поступательно.

Рис. 1.5 Четырехзвенный кулисный механизм

Последние положения кулисы будут при перпендикулярном расположении к ней кривошипа. Выстроить такие положения просто: изображается окружность радиусом равным длине кривошипа (траектория перемещения точки А), и проводятся касательные из оси вращения кулисы.

Таким макаром звенья могут совершать поступательное, вращательное либо сложное движения МЕХАНИЗМЫ С ГИБКИМИ ЗВЕНЬЯМИ.

КУЛАЧКОВЫЕ МЕХАНИЗМЫ

Обширное распространение в технике получили кулачковые механизмы. Простой кулачковый механизм – трехзвенный, состоящий из кулачка, тол­кателя и стойки. Входным звеном в большинстве случаев бывает кулачок. Кулачковые механизмы бывают как плоскими, так и пространственными.

Плоские кулачковые механизмы для удобства рассмотрения разобьем на ме­ханизмы зависимо от движения выходного звена на МЕХАНИЗМЫ С ГИБКИМИ ЗВЕНЬЯМИ два вида:

1.Кулачковый механизм с поступательно передвигающимся толкателем(ползуном).

2. Кулачковый механизм с поворачивающимся толкателем (коромыслом).

Пример первого кулачкового механизма показан на Рис.2.1. Кулачок 1, вращаясь с данной угловой скоростью, действует на ролик 3 и принуждает толкатель 2 в виде ползуна дви­гаться в направляющих возвратно-поступательно.

На Рис.2.2 приведена схема кулачкового механизма с поворачивающим МЕХАНИЗМЫ С ГИБКИМИ ЗВЕНЬЯМИ­ся толкателем (коромыслом). Кулачок 1, вращаясь с данной угловой скоростью ω1, действует на толкатель 2 и принуждает последний крутиться вокруг оси вращения А.

Рис.2.1 Механизм с поступательно- передвигающимся толкателем Рис.2.2 Кулачковый механизм с поворачивающимся толкателем

Кулачковые механизмы имеют разновидности зависимо от геометрических форм элемента выходного (ведомого) звена и обоюдного МЕХАНИЗМЫ С ГИБКИМИ ЗВЕНЬЯМИ расположения толкателя и кулачка. К примеру, кулачковый механизм, показанный на Рис.2.1 может иметь различные виды ведомых звеньев (Рис.2.3).

Рис.2.3 Виды ведомых звеньев, используемые для кулачковых устройств с поступательно передвигающимся выходным звеном:

а) толкатель с ост­рием; б) с плоскостью; в) толкатель с роликом;

г) толкатель со сфериче­ским наконечником.

Кулачковые МЕХАНИЗМЫ С ГИБКИМИ ЗВЕНЬЯМИ механизмы с поступательно передвигающимся ведомым звеном можно раз­делить на:

а) кулачковые механизмы с центральным толкателем, у каких направление движения толкателя совпадает с осью вращения кулачка (Рис.2.4);

б) кулачковые механизмы со смещенным толкателем (дезаксиальные), если ось толкателя отстоит на расстояние е дезаксиал от оси вращенияку­лачка (Рис.2.5).

Рис.2.4 Кулачковый механизм МЕХАНИЗМЫ С ГИБКИМИ ЗВЕНЬЯМИ с центральным толкателем Рис.2.5 Кулачковый механизм со смещенным толкателем

При работе кулачковых устройств нужно, чтоб было неизменное соприкосновение ведущего и ведомого звеньев. Это может быть обеспечено или силовым замыканием, в большинстве случаев при помощи пружин (Рис.2.6), или геометрически, если выполнить профиль кулачка 1 в форме паза, боковые поверхности которого действуют на ролик МЕХАНИЗМЫ С ГИБКИМИ ЗВЕНЬЯМИ 3 толкателя 2.

Рис.2.6 Кулачковый механизм с силовым замыканием Рис.2.7 Кулачковый механизм с геометрическим замыканием

Пазовый кулачок обеспечивает геометрическое замыкание высшей пары кулачкового механизма (Рис.2.7).

Все рассмотренные выше кулачковые механизмы плоские. Нередко встреча­ются пространственные кулачковые механизмы, которые очень многообразны по конструктивному оформлению. Более всераспространенными пространст­венными кулачковыми механизмами являются механизмы барабанного типа (Рис МЕХАНИЗМЫ С ГИБКИМИ ЗВЕНЬЯМИ.2.8). Цилиндрический кулачок 1 с профильным пазом, обеспечивающим кинематическое замыкание высшей пары, крутится с неизменной угловой скоростью и через ролик 3 докладывает качательное движение толкателю 2, закон конфигурации которого находится в зависимости от очертания паза.

Рис.2.8 Пространственный кулачковый механизм барабанного типа

ФРИКЦИОННЫЕ МЕХАНИЗМЫ

В фрикционных механизмах передача вращательного движения меж звеньями (катками – роликами) осуществляется МЕХАНИЗМЫ С ГИБКИМИ ЗВЕНЬЯМИ вследствие трения возникающего меж ними. На Рис.3.1 показан фрикционный механизм с цилиндрическими катка­ми. Передача движения от ведущего катка 1 к ведомому катку 2 осуществляет­ся силой трения, возникающей под действием пружины с силой равной Q.

Нами рассмотрен фрикционный механизм с цилиндрическими катками для передачи вращательного движения меж параллельными валами. В передачах МЕХАНИЗМЫ С ГИБКИМИ ЗВЕНЬЯМИ же с пересекающимися осями используют фрикционные механизмы с коническими катками.

Плюсами фрикционной передачи являются плавность работы и возможность воплощения бесступенчатого конфигурации передаточного дела, также реверсирования. Потому фрикционные передачи обширно используют в машиностроении в качестве вариаторов. Простой вариатор, именуемый лобовым (Рис.3.2), состоит из диска 1 и ролика 2.

Рис.3.1 Фрикционный МЕХАНИЗМЫ С ГИБКИМИ ЗВЕНЬЯМИ механизм с цилиндрическими катками

Ролик можно смещать повдоль оси О2, следствием чего точка контакта Мможет занимать разные положения, определяемые расстоянием x. Это позволяет плавненько регулировать величину и направление угловой скорости выходного звена.

Рис.3.2 Лобовая фрикционная передача

В качестве вариаторов можно использовать также фрикционные механизмы с коническими барабанами.

В процессе использования фрикционных устройств, вследствие МЕХАНИЗМЫ С ГИБКИМИ ЗВЕНЬЯМИ перегрузки либо попадания масла на их, может наблюдаться проскальзывание 1-го кат­ка относительно другого. Потому фрикционные механизмы не обеспечивают всепостоянства передаточного дела меж ведущим и ведомым валами, что является значимым недочетом, который отсутствует у зубчатых устройств.

ЗУБЧАТЫЕ МЕХАНИЗМЫ

Самое обширное применение в машинах и устройствах находят зубчатые ме­ханизмы которые позволяют МЕХАНИЗМЫ С ГИБКИМИ ЗВЕНЬЯМИ передавать вращательные движения от 1-го вала к другому с данными угловыми скоростями.

Зависимо от расположения осей валов, меж которыми осуществ­ляется вращательное движение при неизменном значении передаточного отно­шения, различают передачи:

1. При параллельных валах

2. При пересекающихся валах

3. При скрещивающихся валах

1) На Рис.4.1 показаны цилиндрические колеса с наружным зацеплением, а на МЕХАНИЗМЫ С ГИБКИМИ ЗВЕНЬЯМИ Рис.4.2 изображены цилиндрические колеса с внутренним зацеплением, где зубья 1-го из колес размещены по внутренней поверхности.

Рис.4.1 Зубчатый механизм с наружным зацеплением Рис.4.2 Зубчатый механизм с внутренним зацеплением

Вместе с прямозубыми, обширное распространение получили зубчатые колеса с косыми и шевронными зубьями.

Зубчатый механизм с реечным зацеплением имеет в составе зубчатую рейку 1 и МЕХАНИЗМЫ С ГИБКИМИ ЗВЕНЬЯМИ зубчатое колесо 2 (Рис.4.3).

Рис.4.3 Зубчатый механизм с реечным зацеплением

2) При пересекающихся валах используют конические колеса (Рис.4.4) с прямыми зубьями, также с косыми, криволинейными и круглыми.

Рис.4.4 Коническая зубчатая передача

3) При скрещивающихся валах употребляется червячная передача (Рис.4.5), у которой входным звеном является червь 1, также могут применяться винтообразные конические (гипоидные) колеса и винто МЕХАНИЗМЫ С ГИБКИМИ ЗВЕНЬЯМИ­вые цилиндрические (геликоидальные) колеса.

Рис.4.5 Червячная передача

По форме зуба передачи классифицируются:

а) зубчатые передачи с эвольвентным профилем зубьев;

б) передачи с циклоидным профилем зуба;

в) косозубые передачи с зацеплением Новикова М.Л., имеющем в обычном сечении радиальный профиль зуба.

Зубчатые передачи осуществляются не только лишь в виде отдельной пары МЕХАНИЗМЫ С ГИБКИМИ ЗВЕНЬЯМИ зубчатых колес в одноступенчатой передаче, да и в более сложных композициях, образуя сложные механизмы. Различают два вида таких устройств: многоступен­чатые зубчатые механизмы с недвижными осями и зубчатые механизмы сколесами, имеющими подвижные оси.

1. Многоступенчатые зубчатые механизмы с недвижными осями разделяются на рядовые и ступенчатые зубчатые механизмы.

1.1 Рядовое соединение зубчатых колес МЕХАНИЗМЫ С ГИБКИМИ ЗВЕНЬЯМИ представляет собой пос-ледовательное соединение нескольких зубчатых колес (Рис.4.6).

Рис.4.6 Рядовое соединение зубчатых колес

Рис.4.7 Двухступенчатый зубчатый механизм

1.2 В ступенчатых зубчатых механизмах поочередно соединяются несколько пар колес (Рис.4.7), так что на осях может быть помещено более 1-го колеса.

2. Особые многоступенчатые механизмы имеют некие зубчатые колеса с подвижными осями (Рис МЕХАНИЗМЫ С ГИБКИМИ ЗВЕНЬЯМИ.4.8). Тут на подвижной оси О2находится колесо 2, которое при вращении водила Н вокруг центральной оси О1 обегает недвижное (опорное) колесо 3 и крутится вокруг своей оси.

Рис.4.8 Планетарный зубчатый механизм

Колеса 1 и 3 именуются центральными колесами (солнечным и корончатым), колесо 2 сателлит либо планетарное колесо. Рассматриваемый зубчатый механизм именуется планетарным и имеет одну степень под МЕХАНИЗМЫ С ГИБКИМИ ЗВЕНЬЯМИ-

Рис.4.9 Дифференциальный механизм

вижности, т.к. имеется недвижное колесо 3. Довольно задать закон движенияодному звену, чтоб все другие звенья двигались точно и целенаправлено.

Другими словами работу механизма следует обрисовать так: центральное колесо 1 докладывает движение сателлиту 2, который обкатывается по колесу 3 и увлекает за собой по часовой стрелке водило.

Планетарные механизмы малогабаритны и употребляются МЕХАНИЗМЫ С ГИБКИМИ ЗВЕНЬЯМИ для значимого уменьшения числа оборотов на выходе, при всем этом передаточные дела мо­гут быть более тыщи,

Планетарные механизмы, в каких все колеса подвижны, владеют 2-мя степенями подвижности и именуются дифференциальнымимеханизмами (Рис.4.9). Таковой механизм обязан иметь данными законы движения 2-ух звеньев.

К зубчатым механизмам относятся и устройства прерывающегося движения: храповые МЕХАНИЗМЫ С ГИБКИМИ ЗВЕНЬЯМИ механизмы, мальтийские механизмы и другие.

МЕХАНИЗМЫ С ГИБКИМИ ЗВЕНЬЯМИ

Не считая устройств с жесткими звеньями, рассмотренными нами выше, в ка­честве промежных звеньев используются гибкие звенья (ремни, канаты, цепи, ленты и т.д.). Механизмы с гибкими звеньями используются при значимых межосевых расстояниях.

Рис.5.1 Открытая ременная передача

Ременные передачи по конструктивному оформлению разделяются МЕХАНИЗМЫ С ГИБКИМИ ЗВЕНЬЯМИ на:

1.Передачи с параллельными осями валов.

2.Передачи с непараллельными осями валов.

На Рис.5.1 показан простой пример открытой ременной передачи, у которой вращение шкивов 1 и 2 происходит в одном и том же направлении.

Передача ремнем осуществляется за счет трения возникающего меж шкивом и ремнем. Ременьможет быть тонкий, клиновой либо зубчатый МЕХАНИЗМЫ С ГИБКИМИ ЗВЕНЬЯМИ.

В перекрестной ременной передаче (Рис.5.2) вращение шкивов 1 и 2

происходит в различных направлениях.

Рис.5.2 Перекрестная ременная передача

.

Рис.5.3 Полуперекрестная ременная передача

Примерами передачи с непараллельными осями валов может служить полуперекрестная ременная передача (Рис.5.3), используемая при передаче вращения меж скрещивающимися валами.

Для обеспечения нужной силы трениямеж ремнем и шкивами, ремень должен быть натянут МЕХАНИЗМЫ С ГИБКИМИ ЗВЕНЬЯМИ. Простейшее натяжное приспособление показано на Рис.5.4, где ролик 3 установлен на рычаге 4, который крутится вокруг оси В. На обратном плече рычага закреплен груз 5, перемещением ко­торого повдоль рычага достигается регулировка силы натяжения.

Рис.5.4 Открытая ременная передача с натяжным роликом


mehanizmi-teploobrazovaniya.html
mehanizmi-transporta-veshestv-cherez-kletochnuyu-membranu-nejrona-pervichnij-transport.html
mehanizmi-tvorcheskoj-deyatelnosti.html