Механизмов применяемых

2°. В рассмотренном механизме задача об определении скоростей и ускорений сводилась к двукратному графическому дифференцированию заданной кривой перемещений. В ряде задач теории механизмов приходится пользоваться интегрированием кинематических диаграмм. Пусть, например, задана (рис. 4.39, а) диаграмма ускорения ас какой-либо точки механизма, имеющей прямолинейное движение, в функции времени t. Требуется построить диаграммы vc — vc (0 и sc ~ SG (О- 0СЬ абсцисс (рис. 4.39, а) разбивается на равные участки и из точек /, 2,

При проектировании некоторых механизмов приходится использовать графики передаточных функций, построенные в функции, например, положения выходного звена; на рис. 3.5 показан график передаточной функции скорости точки D на выходном звене — v4D = vo/(u\ в функции перемещения So той же точки при поступательном перемещении, например, ползуна; на рис. 3.6 — в функ-

механизмов приходится учитывать характеристики реальных звеньев, которые отличаются от характеристик абсолютно твердых тел. Например, низкая жесткость, значительные массы и высокие ускорения при движении звеньев газораспределительных механизмов ДВС (см. рис. 17.1,.ж, з и 17.17, а) приводят к возникновению упругих колебаний, которые накладываются на закон движения выходных звеньев. Считается, что в этом механизме по крайней мере четыре звена обладают податливостью: распределительный вал 1, штанга 2, коромысло 3 и клапан 4 с клапанной пружиной (рис. 17.17, а). В период, когда клапан 4 закрыт, все звенья механизма разгружены и можно принять, что каждый следующий

При проектировании некоторых механизмов приходится использовать графики передаточных функций, построенные в функции, например, положения выходного звена; на рис. 3.5 показан график передаточной функции скорости точки D на выходном звене — у,о = у0/с01 в функции перемещения So той же точки при поступательном перемещении, например, ползуна; на рис. 3.6 — в функ-

механизмов приходится учитывать характеристики реальных звеньев, которые отличаются от характеристик абсолютно твердых тел. Например, низкая жесткость, значительные массы и высокие ускорения при движении звеньев газораспределительных механизмов ДВС (см. рис. 17.1, ж, з и 17.17, а) приводят к возникновению упругих колебаний, которые накладываются на закон движения выходных звеньев. Считается, что в этом механизме по крайней мере четыре звена обладают податливостью: распределительный вал /, штанга 2, коромысло 3 и клапан 4 с клапанной пружиной (рис. 17. 17, а). В период, когда клапан 4 закрыт, все звенья механизма разгружены и можно принять, что каждый следующий

2°, В рассмотренном механизме задача об определении скоростей и ускорений сводилась к двукратному графическому дифференцированию заданной кривой перемещений. В ряде задач теории механизмов приходится пользоваться интегрированием кинематических диаграмм. Пусть, например, задана (рис. 4.39, а) диаграмма ускорения ас какой-либо точки механизма, имеющей прямолинейное движение, в функции времени t. Требуется построить диаграммы vc = vc (t) и sc = sc (t). Ось абсцисс (рис. 4.39, а) разбивается на равные участки и из точек /, 2,

При изучении механизмов приходится интересоваться не только характером преобразования движений, но и скоростями и ускорениями точек отдельных тел, составляющих механизм. Механизм предназначается не только преобразовывать движение, но и совершать требуемую от него работу, вследствие чего отдельные его части подвергаются действию усилий, и в теории механизмов и машин изучается вопрос о силовом расчете механизма.

1°. В технике широко применяются механизмы, в которых одно из звеньев во время работы механизма изменяет свою массу. Такие механизмы встречаются в металлургической промышленности, в машинах для сортировки и обогащения материалов, в легкой и других отраслях промышленности. При расчете и динамическом исследовании таких механизмов приходится считаться с изменением массы звеньев, потому что в этих случаях возникают дополнительные силы, которые в звеньях с неизменными массами отсутствуют. Ознакомимся с тем, какого характера дополнительные силы возникают при изменении массы звена,

В кинематическом синтезе стержневых механизмов приходится решать две основные задачи — проектирование механизмов для воспроизведения заданных передаточных функций и заданных траекторий движения точек звеньев. В первом случае механизмы называют передаточньши, во втором — направляющими. Обозначим функцию, которая должна быть реализована механизмом:

При теоретическом решении задач синтеза и анализа механизмов приходится принимать ряд допущений; звенья полагать абсолютно жесткими, шарниры без зазоров, главный вал имеющим постоянную угловую скорость и т. д. Силовые расчеты производят большей частью без учета сил трения.

При синтезе механизмов приходится решать две основные задачи: воспроизведение заданных передаточных функций и воспроизведение заданных траекторий движения точек. Механизмы, предназначенные для реализации требуемых передаточных функций, называются передаточными. Механизмы, предназначенные для воспроизведения заданных траекторий движения звеньев или их точек, называются направляющими.

В теории механизмов изучают свойства отдельных типовых механизмов, применяемых в самых различных машинах, приборах и устройствах.

Большинство современных механизмов, применяемых в технике, принадлежит к механизмам II класса.

1°. В целом ряде механизмов, применяемых в современной технике, используются силы трения в качестве сил, приводящих в движение звенья, или сил, тормозящих их движения. Механизмы, в которых используются силы трения, носят название фрикционных механизмов. На рис. 7.3 показаны механизмы фрикционных круглых цилиндрических колес. Передача движения от колеса 1 к колесу 2 осуществляется силой трения между ободьями колес, создаваемой нажатием одного колеса на другое некоторой силой.

Кроме равномерного движения для выходного звена могут быть заданы и более сложные законы движения. Таковы, например, задачи о синтезе механизмов грохотов, конвейеров, самонакладов и многих других. К задачам о воспроизведении заданного закона движения сводятся также задачи синтеза передаточных механизмов, применяемых в приборах для преобразования неравномерного движения чувствительного элемента в равномерное движение указательной стрелки. Например, в механизме дифференциального вакуумметра, схема которого показана на рис. 27.2,

Наиболее распространенные механизмы с низшими парами — рычажные, клиновые и винтовые; с высшими парами — кулачковые, зубчатые, фрикционные, мальтийские и храповые. В названиях ряда механизмов отражены их конструктивные признаки и характер движения входного и выходного звеньев. Например, термин «криво-шипно-коромысловый механизм» означает, что механизм преобразует непрерывное вращательное движение входного звена (кривошипа) в возвратно-вращательное движение выходного звена (коромысла). В названиях иногда учитывается число степеней свободы механизма. Например, различают «зубчатый редуктор» — зубчатый механизм с одной степенью свободы и «зубчатый дифференциал» — механизм с двумя (или более) степенями свободы*. Механизмы классифицируют и по их назначению: «кривошипно-ползунный механизм поршневого компрессора», «кулачковый механизм двигателя» и т. д. Ниже даны примеры механизмов, применяемых в различных машинах.

Потребность написания данной книги возникает из необходимости привести в соответствие с программой курса совокупность сведений из различных общеинженерных курсов и изложить ее по единой методике с учетом математической подготовки студентов. Изложению материала в учебном пособии предшествует краткий обзор механизмов, применяемых в приборах и периферийных устройствах ЭВМ. В дополнение материала программы в учебном пособии изложены те разделы теоретической механики, которые необходимы для изложения материала программы, но недостаточно освещаются в курсе физики. В книгу также введена глава, в которой излагаются понятия о надежности.

На рис. 24.15 приведены основные типы трехзвенных винтовых механизмов, применяемых в машиностроении и приборостроении. На рис. 24.15, а изображена схема механизма, звенья которого входят в одну вращательную, одну поступательную и одну винтовую пары. При вращении винта 1 гайка 2 движется поступательно. На рис. 24.15,6 показан механизм, состоящий из двух винтовых и одной поступательной пары. Винт 3 вращается и движется поступательно. Обе гайки / и 2 имеют одинаковое направление резьбы, но разные шаги S1=7^S2. При вращении винта гайки сближаются или расходятся: при этом скорость относительного движения пропорциональна разности (Si—82) шагов. Такие механизмы с дифференциальным винтом применяют в измерительных и счетно-решающих устройствах. Они позволяют получать очень малые перемещения за один оборот винта. На рис. 24.15, в показан винтовой механизм с двумя винтовыми и одной поступательной парами, при этом одна винтовая пара имеет правую, а другая — левую резьбу. В этом механизме скорость относительного движения гаек / и 2 пропорциональна сумме шагов нарезки. Механизм позволяет получать большие перемещения гаек за один оборот винта 3.

Наиболее распространенные механизмы с низшими парами — рычажные, клиновые и винтовые; с высшими парами — кулачковые, зубчатые, фрикционные, мальтийские и храповые. В названиях ряда механизмов отражены их конструктивные признаки и характер движения входного и выходного звеньев. Например, термин «криво-шипно-коромысловый механизм» означает, что механизм преобразует непрерывное вращательное движение входного звена (кривошипа) в возвратно-вращательное движение выходного звена (коромысла). В названиях иногда учитывается число степеней свободы механизма. Например, различают «зубчатый редуктор» — зубчатый механизм с одной степенью свободы и «зубчатый дифференциал» — механизм с двумя (или более) степенями свободы*. Механизмы классифицируют и по их назначению: «кривошипно-ползунный механизм поршневого компрессора», «кулачковый механизм двигателя» и т. д. Ниже даны примеры механизмов, применяемых в различных машинах.

Примеры конструкций планетарных механизмов, применяемых в механизмах настройки приборов и следящих системах дистанционного управления, приведены в гл. 29, рис. 29.2, рис. 29.8 и рис. 29.10.

В теории механизмов изучают свойства отдельных типовых механизмов, применяемых в самых различных машинах, приборах и устройствах.

Большинство современных механизмов, применяемых в технике, принадлежит к механизмам II класса.