Кинематических соединений

Для оценки внутренней динамической нагрузки были разработаны ударная теория, рассматривающая удар зубьев в момент пересопряжения [42], и вибрационная теория, изучающая нагрузки вследствие кинематических погрешностей и изменения жесткости зубьев по углу поворота.

Кинематическая ошибка многоступенчатой передачи, состоящей из п пар зубчатых колес и имеющей л + 1 валов, равна сумме приведенных к выходному валу кинематических погрешностей зубчатых колес передачи:

Кинематическая ошибка многоступенчатого механизма при односторонней работе зубьев равна сумме приведенных к ведомому валику п кинематических погрешностей зубчатых колес механизма (. . .')

а — под действием износа режущего инструмента; б — под действием износа режущего и правящего инструмента, тепловых деформаций и кинематических погрешностей; / — при шлифовании «напроход»; 2 — при токарной обработке

Червячно-винтовая передача необратима. Выходная жесткость передачи возрастает с увеличением передаточного отношения. Однако его увеличение влечет за собой повышение кинематических погрешностей (неравномерность скорости) и препятствует расширению диапазона регулирования скоростей движения активного захвата. Поэтому обычно диапазон регулирования скоростей в машинах с механическим возбуждением находится в пределах 3 — 4 порядков и в исключительных случаях достигает 5 — 6 порядков. Для расширения диапазонов регулирования непосредственно приводом используют следящие гидропередачи. Наилучшими регулировочными параметрами (идеально жесткая скоростная характеристика в пределах мощности) обладают синхронные следящие гидропередачи. t

4. При малых скоростях движения (1 мм/мин) на неразгруженных направляющих резко выражено демпфирующее действие механической системы на колебательный процесс в электроприводе. В диапазоне скоростей, превышающих примерно 20 мм/мин, на потерю устойчивости движения существенное влияние оказывают динамические процессы, являющиеся следствием кинематических погрешностей механических цепей привода.

Контроль средств производства применяется независимо от других форм контроля для выявления и учета кинематических погрешностей обрабатывающего оборудования. Проверка сложных формообразующих инструментов — червячных фрез, метчиков и др. — также относится к этому виду контроля.

Погрешность формы отверстия в поперечном направлении определяется периодическими смещениями инструмента и заготовки в процессе обработки (за один оборот), обусловленными изменением параметров режима (в первую очередь глубины резания из-за неточности заготовки), параметров станка (кинематических погрешностей, неравномерной жесткости) и технологической оснастки (например, неодинаковой жесткости кулачков патрона).

Предварительные замечания. Результирующая (суммарная) погрешность датчика складывается из основной и дополнительной (см. гл. XII, раздел 4). Основная погрешность прямолинейных датчиков определяется в нормальных условиях: при отсутствии поперечных компонентов поступательного движения и угловых колебаний датчика; в заданных интервалах значений параметров физических полей (электромагнитного, акустического, поля деформаций объекта в месте установки датчика), температуры, влажности и других факторов. Основная погрешность определяется главным образом погрешностью градуировки (калибровки) и нелинейностью функции преобразования. Дополнительные погрешности возникают вследствие того, что влияющие величины выходят из областей нормальных значений. Дополнительные погрешности датчиков, порождаемые влияющими величинами, связанными с движением или проявляющимися при движении, называют кинематическими. Кинематические погрешности прямолинейных датчиков обусловлены их чувствительностью к поперечным компонентам поступательного движения и угловым колебаниям. Когда известны влияющие величины и функции влияния (коэффициенты влияния), кинематические погрешности рассматривают как систематические; в этом случае возможна автоматическая компенсация указанных погрешностей или их учет. В противном случае их считают случайными. В данном разделе рассмотрены причины кинематических погрешностей прямолинейных датчиков и величины, по которым оценивают эти погрешности. Кинематические погрешности угловых датчиков описаны в следующем разделе.

где sa, ST,, Sd — максимальные чувствительности датчиков; (а — g) — кажущееся ускорение, равное геометрической разности абсолютного ускорения а в измеряемой точке и ускорения в поле силы тяжести g, g = 9,81 м/с2; s° — единичный вектор вектора чувствительности датчика. (Точка в формулах означает скалярное произведение векторов). Формулы (86) и (87) справедливы и для случая, когда скорость и перемещение находят интегрированием сигнала датчика ускорения (85). В общем случае выходные сигналы датчиков скорости и перемещения не совсем точно воспроизводят измеряемые величины — скорость и перемещение точки, причем погрешность измерения пропорциональна величине угловых колебаний (см ниже). Поскольку прямолинейные датчики имеют также некоторую чувствительность к угловому ускорению, при рассмотрении кинематических погрешностей в соответствии с уравнением (74) в (85) — (87) вместо (а — g) -s' следует подставить выражение [(а — g) -s° + sE-e/sa]. Уравнение (85), например, записанное в координатях входящих векторов в системе координат датчика Охуг, имеет при этом вид (см, раздел 5)

угловой скорости и углового перемещения интегрированием сигнала датчика углового ускорения (97). Поскольку угловые датчики имеют некоторую чувствительность к линейному ускорению, при рассмотрении кинематических погрешностей в уравнения (97) — (99), в соответствии с уравнением (80) вместо e-s° следует подставить выражение [e-s° + (а — g) -sjss], где (а — g) — кажущееся ускорение в некоторой измеряющей точке. Уравнение (97), например, записанное в координатах входящих векторов в системе координат датчика хуг, имеет вид

цепи получили название кинематических соединений. Кинематическое соединение, показанное на рис. 2.34, б, называется карданным подвесом. На рис. 2.35, а показана сферическая пара, а на рис. 2.35, б — эквивалентное ей кинематическое соединение, состоящее из четырех звеньев, входящих во вращательные пары Л, В и С, оси которых пересекаются в точке О. Такое кинематическое соединение называется сферическим соединением.

Структурные преобразования пространственного четырехзвен-ника позволяют получить разные модификации кинематических соединений механизмов универсальных шарниров (рис. 2.6). Их используют в металлорежущих станках, автомобилях и других машинах для передачи движения между валами, расположенными под углом у, а также в тех случаях, когда положение валов в процессе работы изменяется.

Анализ структурных схем механизмов позволяет определить количество звеньев, число и класс кинематических пар, соединяющих их в кинематические цепи, функциональное назначение кинематических соединений и дать сравнительную характеристику механизмам,

По значению КПД сравнивают достоинства однотипных машин, например, двигателей внутреннего сгорания, турбин. Чем больше КПД, тем эффективнее машина при прочих равных условиях. Эксплуатационные качества механизмов одинакового назначения, например шарнирно-рычажных, отдельных кинематических соединений и кинематических пар (например, пар 5-го класса скольжения и качения) также сравнивают по величине их КПД.

Сравнение эффективности механизмов, кинематических соединений и пар в ряде случаев более наглядно не по КПД, а по значению потерь, оцениваемому коэффициентом потерь (К.П), который представляет отношение работы Лв.с за некоторый интервал времени при преодолении сил вредного сопротивления, к работе А! сил движущих:

цепи получили название кинематических соединений. Кинематическое соединение, показанное на рис. 2.34, б, называется карданным подвесом. На рис. 2.35, а показана сферическая пара, а на рис. 2.35, б — эквивалентное ей кинематическое соединение, состоящее из четырех звеньев, входящих во вращательные пары Л, Б и С, оси которых пересекаются в точке О. Такое кинематическое соединение называется сферическим соединением.

движения звеньев. Иногда для воспроизведения этого движения конструктивно более удобная (например, более компактная) кинематическая цепь получается при числе звеньев более двух. Кинематическая цепь, конструктивно заменяющая в механизме кинематическую пару, называется кинематическим соединением. В табл. 2 даны три примера кинематических соединений с указанием, каким кинематическим парам они эквивалентны. Шарикоподшипник представлен как пример кинематического соединения, которое по сравнению с эквивалентной вращательной парой уменьшает трение в паре. Аналогично выполняются роликовые направляющие, эквивалентные поступательной паре, w винтовые направляющие с шариками, эквивалентные винтовой паре. Карданный шарнир ' представляет собой последовательное соединение трех звеньев двумя вращательными парами, оси которых пересекаются. Это соединение проще в изготовлении и надежнее, чем сферическая пара с пальцем. Последовательное соединение четырех звеньев тремя вращательными парами, оси которых пересекаются в одной точке, заменяет сферическую пару.

цепь, предназначенную для воспроизведения требуемого относительного движения звеньев. Иногда для воспроизведения этого движения конструктивно более удобная (например, более компактная) кинематическая цепь получается при числе звеньев более двух. Кинематическая цепь, конструктивно заменяющая в механизме кинематическую пару, называется кинематическим соединением. В табл. 2 даны три примера кинематических соединений с указанием, каким кинематическим парам они эквивалентны. Шарикоподшипник представлен как пример кинематического соединения, которое по .сравнению с эквивалентной вращательной парой дает уменьшение трения. Аналогично выполняются роликовые направляющие, заменяющие поступательную пару, и винтовые пары с промежуточными шариками. Карданный шарнир представляет собой последовательное соединение двух вращательных пар, оси которых пересекаются. Это

Число избыточных связей в м. может быть уменьшено следующим образом:- исключением отдельных кинема-. тических^пар; заменой пар о большим числом связей парами е меньшим числом связей; введением в кинематическую цепь дополнительных кинематических соединений. При этом следует избегать появления «вредных» подвиж-ностей, нарушающих стабильность работы м., и учитывать влияние трения на самоустановку звеньев в процессе работы.

шарнирно соединены шатуны 3 и 10, 6 и 7, связанные попарно между собой. Образованные таким образом два параллельно расположенных пяти-звенных м. связаны между собой диагональными тягами 5 и 8. На этих м. посредством кинематических соединений А и В смонтирована лыжа 4, контактирующая с проводом. Поднимают и опускают лыжу поворотом одного из коромысел 1 или 11. Чтобы -„ коромысла мдгли. поворачиваться одновременно в разные стороны, они связаны тягой 9, образующей с коромыслами антипараллелограмм. Вес звеньев и лыжи частично воспринимается пружиной 2.