Образования механизма

Обязательное условие образования масляного клина — плавное закругление передней (по направлению движения) кромки несущей поверхности.

Рнс. 418. Схема образования масляного клина в подшипниках со сферической опорой

Рис. 410. Схема образования масляного клина под действием сил трения

Пятно контакта при винтокруговом зацеплении перемещается по линии зацепления с достаточно большой скоростью ик х (2,4 ч-ч- 3,9) и, где v — окружная скорость зубчатого колеса. Это создает благоприятные условия для образования масляного клина в зоне контакта зубьев, в связи с чем повышается КПД передачи и ее несущая способность.

Передачи с вогнутым профилем витков червяка 7.Т. В этих передачах контактные линии располагаются более благоприятно (под большими углами к скорости скольжения), т. е. они имеют лучшие условия для образования масляного клина, а также большие приведенные радиусы кривизны. Несущая способность таких передач на 30--60 % больше, чем обычных цилиндрических (большие значения — при больших скоростях); потери на трение в них до двух раз меньше.

Условия образования масляного клина в подшипнике аналогичны таковым между плоскостью и наклонной к ней под небольшим углом пластиной (рис. 18.10); плоскость движется относительно пластины но стрелке; размеры в направлении, перпендикулярном к чертежу, предполагаются бесконечно большими. Давление масла (избыточное) на входе и

Значительно реже применяют цилиндрические червяки с вогнутыми боковыми поверхностями (см. рис. 37), имеющими более благоприятные условия для образования масляного слоя, разделяющего контактирующие поверхности; этим объясняется их повышенная несущая способность.

Свойства червячных зацеплений в значительной мере определяются условиями образования масляного слоя, отделяющего поверхности витков червяка от зубьев червячного колеса. Эти условия зависят от угла г) между направлением контактных линий и скоростью относительного движения контактирующих элементов. Чем ближе этот угол к л/2, тем лучше условия для возникновения масляного клина. Для разных точек на поверхности зубьев углы г; отличаются весьма значительно. Так, вблизи средней торцовой плоскости червячного колеса угол аэ близок к нулю и, следовательно, условия для образования масляного клина в этой зоне неблагоприятны. Это является недостатком передач с цилиндрическим червяком.

Смещением в червячной паре добиваются исключения из зацепления участков контактных линий с неудо л твг ригельными условиями возникновения масляного клина. Наиболее неблагоприятна в этом отношении точка W касания начальных цилиндров червяка и червячного колеса. Если при смещении обеспечить dai ^ dw\ или d;i > dw (см. рис. 13.12, б), то зона вокруг этой точки будет из зацепления исключена, что приведет к улучшению формы и положения контактных линий. При этом изменяется поле зацепления 5. У червячной пары со смещением создаются лучшие условия образования масляного клина, благодаря лучшей форме линий контакта поверхностей витков червяка и зубьев колеса, располагающихся под большими углами к векторам стносигельной скорости.

контактная площадка перемещается вдоль зуба с достаточно большой скоростью VK = (2,4...3,9) v, где v — окружная скорость зубчатого колеса. Это создает благоприятные условия для образования масляного клина в зоне контакта зубьев, в связи с чем повышается к. п. д. передачи и ее несущая способность.

где у — угол подъема линии витка червяка; р' = arctg /', где р' — приведенный угол трения, / — приведенный коэффициент трения. Опытным путем установлено, что при наличии удовлетворительной смазки величина коэффициента трения / зависит от величины скорости скольжения уск: с увеличением DCK снижается f (см. табл. 9.2), так как при этом в зоне зацепления создаются благоприятные условия для образования масляного клина.

Нетрудно теперь установить определенную закономерность процесса образования механизма. В самом деле, любой механизм имеет одно неподвижное звено (стойку). У механизма, показанного на рис. 3.1, стойкой будет звено /. Далее, механизм должен иметь число начальных звеньев, равное числу его степеней свободы (см. §7, ,'f). В нашем случае механизм (рис. 3.1) обладает одним начальным звеном 2, так как степень свободы механизма согласно (3.1) равна W — 1.

Последовательность образования механизма можно выразить формулой его строения 1(0,1)—>-П(2,3), в которой римскими цифрами обозначается класс группы Ассура, а арабскими — номера звеньев механизма. Стрелка указывает на последовательность присоединения структурных групп. ,

Нетрудно теперь установить определенную закономерность процесса образования механизма. 8 самом деле, любой механизм имеет одно неподвижное звено (стойку). У механизма, показанного на рис. 3.1, стойкой будет звено /. Далее, механизм должен иметь число начальных звеньев, равное числу его степеней свободы (см. §7, .3°). В нашем случае механизм (рис. 3.1) обладает одним начальным звеном 2, так как степень свободы механизма согласно (3.1) равна W = 1.

Имея в виду, что ведущее звено, входящее в низшую кинематическую пару со стойкой, имеет одну степень свободы, для образования механизма к ведущему звену присоединяют отдельные группы звеньев так, чтобы число вносимых ими переменных параметров было равно числу условий связи. Так как каждый замкнутый векторный

ние. Формулы структурного образования механизма, приведенные на рис. 8.13, а, б, указывают на последовательность кинематического анализа и помогают составить также план силового расчета.

В ряде случаев механизмы, внешне не похожие друг на друга, имеют одинаковые кинематические схемы, а их ведомые звенья перемещаются по одним и тем же законам. Так, например, все механизмы на рис. 19 имеют одинаковую кинематическую схему (рис. 19, г). Для того чтобы в этом убедиться, рассмотрим процесс образования механизма (рис. 19, а) из механизма (рис. 19, г).

Наиболее удобным методом силового расчета механизмов является метод планов сил. При силовом расчете механизм расчленяется на отдельные группы; при этом необходимо првдерживать-ся общеизвестного из статики сооружений положения об установлении порядка расчета, который будет обратным порядку кинематического исследования, т. е, силовой расчет начинается с группы, присоединенной последней в процессе образования механизма, и заканчивается расчетом звена начального механизма. Если плоский механизм имеет одну степень свободы, то начальный механизм состоит из двух звеньев: неподвижного (стойки) и начального. Эти звенья образуют либо вращательную кинематическую (кривошип — стойка), либо- поступательную пару (ползун — направляющие),

подвижности и определенность движения которой определяется заданными угловыми скоростями о^иЮз звеньев 1 и 2. На рис. 24, б показано образование аналогичным образом механизма нулевого семейства с двумя степенями подвижности. Процесс образования механизмов, используя принцип наслоения групп, становится сложнее, если ведущие звенья входят со стойкой или друг с другом в пары не V, а других классов. На рис. 25, а звено 1 третьего семейства входит со стойкой в двухподвижную пару IV класса. Если скорость скольжения v звена 1 функ- Л ционально связана с угловой о~~Q, скоростью со того же звена, то двухпсдвижная пара А превращается в одноподвижную и тогда, если звено 1 является ведущим, то к нему может быть присоединена любая группа — в нашем примере группа III класса — и мы получаем механизм III класса. Если скорость v и со не связаны никакой функциональной зависимостью, то пара А будет двухподвижной, и для образования механизма III класса достаточно присоединить кинематическую цепь, состоящую из звеньев 3, 4 и 5, т. е. как бы исключить из группы III класса звено2, совместив парыВтС. Цепь, образованная звеньями 3, 4 и 5 (рис. 25, б), будет уже

На рис, 27, а показан плоский механизм третьего семейства, у которого ведущим является звено 7, обладающее тремя степенями свободы и не входящее в кинематические пары со стойкой. Для образования механизма с одной степенью подвижности необходимо присоединить к звену 1 две кинематических цепи со степенями подвижности w = —1. В качестве таких цепей на рис. 27, а показана цепь, состоящая из звеньев 2, 3 и 4, входящих в пары V класса, и цепь, состоящая из звена 5. Первая цепь, имеющая степень подвижности w = — 1, входит в кинематическую пару А со звеном 1 и кинематические пары С и D со стойкой. Вторая цепь, имеющая также степень подвижности w = —1, входит в кинематическую пару В со звеном 1 и в кинематическую пару Е со стойкой.

в кинематические пары со стойкой. Для образования механизма с одной степенью подвижности необходимо присоединить к звену 1 от двух до пяти кинематических цепей, которые в совокупности наложат пять условий связи на движение звена 1. Нетрудно видеть, что если присоединить две цепи, то это должны быть цепи со степенями подвижности Wi — —1 и м;2 = —2 или wl = —4 и wz = —1. На рис. 27, б первая цепь, состоящая из звеньев 2—8, входящих в пары V класса, имеет степень подвижности w = —3 и входит в кинематическую пару А со звеном 1 и в кинематические пары С и D со стойкой. Вторая цепь, состоящая из звеньев 9—11, входящих в пары V класса, имеет степень подвижности w = —2 и входит в кинематическую пару В со звеном 1 и кинематическую пару Е со стойкой. При присоединении к звену 1 трех цепей их степени подвижности могут быть равными: wx = —3, u?2 = —1 и w3 = —1; или w± = —2, w2 ——2 и w5 = —1. При присоединении к звену четырех цепей возможны только следующие степени их подвижности: w1 = —2, w2 = —1, w& = —1, w4 = —1 и, наконец, при присоединении пяти цепей возможны только степени подвижности, равные юг = u>3 = ws— w± = wb= —1.

Необходимо отметить, что в тех случаях, когда при присоединении цепей, накладывающих связи на ведущее звено, хотя бы одна концевая пара (С, D или Е на рис. 27) входит в пару V класса со стойкой, можно переменой ведущего звена 1 на одно из звеньев (2, 4 или 5 на рис. 27, а или 2, 8 или 11 на рис. 27, 6) свести процесс образования механизма к кинематическому принципу Ассура наслоения групп со степенью подвижности w = 0. Этот процесс становится невозможным, если нет концевых пар, входящих со стойкой в пары V класса.

Принцип образования механизма. В состав каждого механизма входят: неподвижное звено (стойка), ведущие звенья, т. е. звенья, законы движения которых заданы, и ведомые звенья, т. е. звенья, законы движения которых зависят от законов движения ведущих звеньев. Если ведущими являются звенья или звено, соединённые в кинематические пары со стойкой, то такие звенья называют кривошипами. В подавляющем большинстве существующих механизмов ведущими являются именно такие звенья.