Механизмов относится

Увеличение мощности и быстроходности современных машин и усложнение их функций предъявляет все более жесткие требования к передаточным механизмам, установленным между двигательным и исполнительным органами машины. К основным функциям передаточных механизмов относятся: передача и преобразование движения, изменение и регулирование скорости, распределение потоков мощности между различными исполнительными органами данной машины, пуск, останов и реверсирование движения. Эти функции должны выполняться безотказно с заданной степенью точности и с заданной производительностью в течение определенного промежутка времени При этом механизм должен иметь минимальные габариты, быть экономичным и безопасным в эксплуатации. В ряде случаев к передаточным механизмам могут предъявляться и другие требования — надежная работа в загрязненной или агрессивной среде, при высоких или весьма низких температурах и т. д.

К недостаткам кулачковых механизмов относятся: большие давления в месте контакта высшей пары, из-за чего механизм может передавать лишь сравнительно малые усилия; большие динамические нагрузки при больших скоростях; высокая трудоемкость изготовления кулачков со сложным профилем.

К достоинствам винтовых механизмов относятся: простота получения медленного поступательного движения и возможность большого выигрыша в силе, плавность, бесшумность, способность воспринимать большие нагрузки, возможность осуществления перемещений с высокой точностью, простота конструкций.

Дифференциальные механизмы. В рассмотренных зубчатых механизмах геометрические оси всех колес не меняют своего положения в пространстве. Возможны и такие зубчатые механизмы, в которых геометрические оси одного или нескольких колес перемещаются в пространстве. К числу таких зубчатых механизмов относятся так называемые дифференциально-планетарные механизмы. Эти механизмы можно разделить на планетарные механизмы, имеющие одну степень свободы, и дифференциальные механизмы, имеющие две и больше степеней свободы. Схема простейшего дифференциально-планетарного механизма показана на рис. 264. Звено 2 механизма одновременно участвует в двух движениях: во

Дифференциальные механизмы. В рассмотренных зубчатых механизмах геометрические оси всех колес не меняют своего положения в пространстве. Возможны и такие зубчатые механизмы, Е. которых геометрические оси одного или нескольких колес перемещаются в пространстве. К числу таких зубчатых механизмов относятся так называемые дифференциально-планетарные механизмы. Эти механизмы можно разделить на планетарные механизмы, имеющие одну степень свободы, и дифференциальные механизмы, имеющие две и больше степеней свободы. Схема простейшего дифференциально-планетарного механизма показана на рис. 264. Звено 2 механизма одновременно участвует в двух движениях: во

К числу упомянутых механизмов относятся вытяжные аппараты, верхние чистители груза и механизм разгрузки. Другие механизмы толстовытяжной и ленточной машин являются принципиально различными, определяя собой различное целевое назначение этих машин, как, например,

вращательных движений как абсолютных, так и относительных, с осями, пересекающимися в одной точке. В них полностью устранены поступательные движения. Эта группа механизмов получила название сферических на том основании, что траектории отдельных точек звеньев в них располагаются на сферических поверхностях, описанных из общей точки пересечения всех осей. Забегая вперед, укажем, что к данной группе механизмов относятся конические зубчатые колеса (см. гл. XVI), а также одинарный шарнир Гука (рис. 56).

К разновидностям пространственных стержневых механизмов относятся механизмы с соприкасающимися рычагами или так называемые поводковые передачи, которые находят широкое применение в приборах и аппаратуре различного назначения (вычислительных устройствах, телеграфных аппаратах и в особенности в разнообразных авиационных приборах — манометрах, скоростемерах, высотомерах, бензиномерах и др.). Такие механизмы состоят, как правило, из трех звеньев, причем два из них образуют высшую кинематическую пару. Их применение оправдано в тех устройствах, функционирование которых не сопряжено с возникновением значительных нагрузок, а следовательно, со значительным износом рабочих поверхностей звеньев. Кинематические схемы таких механизмов и область их применения систематизированы в приложении 2 [93].

К особым видам питающих механизмов относятся автоматические выгружатели для бункеров с широким разгрузочным фронтом.

или ролика 1 (см. рис. 106). При определении динамической нагрузки, действующей на механизм, различают механизмы с линейной и нелинейной упругой характеристикой. К первым из наиболее распространенных механизмов относятся храповые и клиновые стопорные устройства, а ко вторым — роликовые и шариковые. Под мгновенно приложенной нагрузкой будем понимать такую нагрузку, которая достигает своего номинального значения мгновенно или за промежуток меньший, чем период собственных колебаний системы. Такие нагрузки испытывают стопорные устройства механизмов подъема при внезапном приложении груза или механизмов поворота от порыва ветра, выстрела (для случая

К этой же категории механизмов относятся также механизмы ориентации с возвратно-поступательным движением ползунов (рис. 23, б).

К первой задаче динамического анализа механизмов относится также вопрос об устранении дополнительных динамических нагрузок от сил инерции на опоры механизма соответствующим подбором масс звеньев. Этот вопрос рассматривается в теории уравновешивания масс в механизмах.

3°. К исходным данным для проектирования кулачковых механизмов относится также выбор основных размеров их звеньев. Здесь сначала надо отметить желательность получения наименьших габаритов механизма, достаточно высокого его коэффициента полезного действия, установление размеров направляющих для толкателей, определение диаметра ролика или размеров плоской тарелки толкателя и коромысла и т. д. Основные конструктивные размеры звеньев кулачковых механизмов также связаны и с расчетом на прочность этих звеньев, износом профилей элементов высшей кинематической пары, надежности работы механизма и т. д.

К первой задаче динамического анализа механизмов относится также вопрос об устранении дополнительных динамических нагрузок от сил инерции на опоры механизма соответствующим подбором масс звеньев. Этот вопрос рассматривается в теории уравновешивания масс в механизмах.

3°. К исходным данным для проектирования кулачковых механизмов относится также выбор основных размеров их звеньев. Здесь сначала надо отметить желательность получения наименьших габаритов механизма, достаточно высокого его коэффициента полезного действия, установление размеров направляющих для толкателей, определение диаметра ролика или размеров плоской тарелки толкателя и коромысла и т. д. Основные конструктивные размеры звеньев кулачковых механизмов также связаны и с расчетом на прочность этих звеньев, износом профилей элементов высшей кинематической пары, надежности работы механизма и т. д.

Появление теории механизмов как науки, имеющей характерные для нее методы исследования и проектирования механизмов, относится ко второй половине восемнадцатого столетия. Сначала развивались методы анализа механизмов как более простые. Лишь с середины девятнадцатого столетия стали развиваться также методы синтеза механизмов. Особенно плодотворным оказался общий метод аналитического синтеза механизмов, предложенный П. Л. Чебыше-вым '. Постановка задачи синтеза по Чебышеву и возможности, которые предоставляют современные ЭВМ, обеспечивают практически решение любой задачи синтеза механизмов по заданным кинематическим свойствам. Значительно сложнее решать задачи синтеза механизмов по заданным динамическим свойствам. Необходимость их учета вызывается непрерывным ростом нагруженности и быстроходности механизмов, а также общим повышением требований к качеству выполнения рабочего процесса. Учет динамических свойств потребовал рассмотрения влияния на движение механизма упругости его частей, переменности их масс, зазоров в подвижных соединениях и т. п. В связи с появлением механизмов, в которых для преобразования движения используются жидкости и газы, динамика механизмов стала основываться не только на законах механики твердого тела, но и на законах течения жидкости и газов. Неудивительно поэтому, что, несмотря на большое число публикуемых работ по динамике механизмов, решение проблемы синтеза механизмов по их динамическим свойствам еще далеко до завершения.

Появление теории механизмов как науки, имеющей характерные для нее методы исследования и проектирования механизмов, относится ко второй половине восемнадцатого столетия. Сперва развивались методы анализа механизмов, как более простые. Лишь с середины девятнадцатого столетия стали развиваться также методы синтеза механизмов. Особенно плодотворным оказался общий метод аналитического синтеза механизмов, предложенный П. Л. Чебышевым *). Постановка задачи синтеза по Чебышеву в сочетании с возможностями, которые представляют современные ЭВМ, обеспечивают практически решение любой задачи синтеза механизмов по заданным кинематическим свойствам. Значительно сложнее решать задачи синтеза механизмов по заданным динамическим свойствам. Необходимость их учета вызывается непрерывным ростом нагру-женности и быстроходности механизмов, а также общим повышением требований к качеству выполнения рабочего процесса. Учет динамических свойств потребовал рассмотрения влияния на движение механизма упругости его частей, переменности их масс, зазоров в подвижных соединениях и т. п. В связи с появлением механизмов, в которых для преобразования движения используются жидкости и газы, динамика механизмов стала основываться не только на законах механики твердого тела, но и на законах течения жидкости и газов. Неудивительно поэтому, что, несмотря на большое число публикуемых работ по динамике механизмов, проблема синтеза механизмов по их динамическим свойствам еще далека от завершения.

В большей части существующих механизмов — утверждает Гохман — движение звеньев как по отношению к неподвижному звену, так и между собой может состоять из некоторых только элементов, число которых Е <^ 6. Соответствующий механизм Гохман называет механизмом .Е-го разряда. При этом он отмечает, что большинство существующих механизмов относится к третьему разряду,

входит хотя бы одна трехпо-водковая группа, —т.ретий порядок и т. д. Таким образом, подавляющее большинство применяемых в технике механизмов относится к первому классу, второму порядку. К первому классу, третьему порядку относятся немногие механизмы, например, кулиса Стефенсона (где трехповод-ковая группа встречается один раз), кулиса Гуча (где эта группа встречается дважды) и немногие другие. К первому классу, четвертому порядку относится кулиса Гей-зингера.

Таким образом, принцип наслоения групп не является универсальным. Поэтому еще в 1939 г. была сделана попытка, сохраняя принцип образования механизмов путем последовательного наслоения групп, показать, что сами группы можно рассматривать как совокупности цепей, имеющих различные степени свободы и степени подвижности в зависимости от того, к какому семейству механизмов относится образуемая группа 2°. Как это было

Создание русской школы по теории механизмов относится к середине XIX в. и непосредственно связано с именем П. Л. Чебышева. Чебышев — основоположник теории структурного и кинематического синтеза механизмов. Он глубже чем кто-либо из его предшественников понял роль математики в решении задач синтеза механизмов. Его труды стали тем фундаментом, на котором были впоследствии развиты аналитические методы синтеза механизмов, получившие такое широкое развитие в наше время.

К числу этих механизмов относится двух-кривошипный механизм летучих ножниц СКМЗ, изображённых на фиг. 42 и 43.