Проектирования механизмов

Но кинематическим характеристикам конструктор делает вывод о том, насколько успешно выполнена одна из основных задач проектирования механизма - выбор структурной схемы п определение размеров звеньев. Следовательно, для создания механизма, наилучшим образом отвечающего поставленным требованиям, надо знать методы определения кинематических характеристик механизма.

Угол (рЛ содержит целое число угловых тагов 2п/г\, которое соответствует целому числу угловых тагов 2п/г-2 на колесе /. Однако коэффициент перекрытия в зубчатой передаче сектор 2 колесо / обычно > 1 и это может вызвать дополнительный поворот колеса 2 по сравнению с углом 2л, что нарушит условие сопряжения зубьев в начале следующей фазы движения. Для устранения этого явления на стадии проектирования механизма предусматривают обеспечение коэффициента перекрытия последней пары зубьев равным 1. Это наиболее просто достигается уменьшением высоты последнего зуба на сегменте / на расчетную величину.

где At — отклонение воспроизводимой функции от заданной функции в точке i. Задача проектирования механизма в этом случае сводится к определению таких р0, pi, p2, при которых отклонения были бы минимальными. , :

звеньев происходит в противоположных направлениях. Если г~>Ъ (рис. 24.5, г), то кривошип и кулиса вращаются в одном направлении. Для проектирования механизма с ведущим кривошипом (рис. 24.6) могут быть заданы: перемещение s точки кулисы и коэффициент К увеличения средней скорости.

По кинематическим характеристикам конструктор делает вывод о том, насколько успешно выполнена одна из основных задач проектирования механизма — выбор структурной схемы и определение размеров звеньев. Следовательно, для создания механизма, наилучшим образом отвечающего поставленным требованиям, надо знать методы определения кинематических характеристик механизма.

Угол фЛ содержит целое число угловых шагов 2л/Z], которое соответствует целому числу угловых шагов 2л/е2 на колесе /. Однако коэффициент перекрытия в зубчатой передаче сектор 2 — колесо / обычно >1 и это может вызвать дополнительный поворот колеса 2 по сравнению с углом 2л, что нарушит условие сопряжения зубьев в начале следующей фазы движения. Для устранения этого явления на стадии проектирования механизма предусматривают обеспечение коэффициента перекрытия последней пары зубьев равным 1. Это наиболее просто достигается уменьшением высоты последнего зуба на сегменте / на расчетную величину.

На рис. НО приведена схема кривошипно-ползунного механизма в двух вариантах, а именно, с двумя различными длинами шатунов 2. При решении задачи проектирования механизма по заданному ходу s0 поршня в первую очередь следует определить длину ^ кривошипа. Рис. ПО показывает, что одно крайнее положение (мертвое положение) механизма получается тогда, когда стороны / и 2 сливаются в одну прямую так, что конец кривошипа располагается слева от оси вращения на горизонтальном диаметре (левое мертвое положение). При втором крайнем положении конец кривошипа помещается на горизонтальном диаметре справа (правое мертвое положение). Из сказанного вытекает, что длина /х кривошипа связана с ходом ползуна следующим простым соотношением:

Направленный поиск. Несмотря на то, что современные ЭЦВМ позволяют сравнивать десятки и сотни тысяч вариантов механизма, все же следует стремиться к уменьшению трудоемкости вычислений с целью удешевления процесса проектирования механизма. Уменьшение трудоемкости вычислений может быть достигнуто путем применения направленного поиска, т. е. такого поиска искомых параметров синтеза, при котором переход от одной комбинации параметров к другой происходит не случайно, а в направлении, соответствующем уменьшению величины целевой функции. Многочисленные методы направленного поиска отличаются между собой способами выбора направления, по которому следует переходить от одних значений параметров к другим. При решении задачи синтеза механизмов иногда достаточно применить самый простейший способ, который дает следующую последовательность вычислений.

ру механизма и выбрать необходимое сочетание кинематических пар. Кинематические пары и подвижные соединения даны автором не в схематическом, а в конструктивном изображении, с тем чтобы облегчить конструктору процесс проектирования механизма. Далее, описания механизмов, особенно сложных по структуре, несколько расширены по сравнению с описаниями в старом издании, так как читатели правильно указывают, что во многих случаях было трудно понять структуру механизмов. Автор также ввел в некоторые описания аналитические зависимости метрических параметров механизмов с их кинематическими характеристиками: перемещениями, скоростями, траекториями и т. д.

Для проектирования механизма необходимо иметь зависимость теоретического перемещения толкателя s от его фактического положения 5ф. Для этого надо решить уравнение (VIII.97) относительно s:

проектирования механизма

§93. Задали проектирования механизмов............ 411

§ 93. Задачи проектирования механизмов

§ 93. ЗАДАЧИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ МЕХАНИЗМОВ 413

3°. Основная задача проектирования механизмов состоит в том, чтобы при заданном движении входного звена механизма обеспечить заданное движение выходного звена. Требуемое движение может быть задано в виде функции положения, или в виде функции передаточного отношения, или в виде функции передаточного числа. Таким образом, применительно к трехзвенному центроид-ному механизму исходными зависимостями, которыми мы будем пользоваться в дальнейшем, являются следующие:

При помощи плоских механизмов с низшими парами можно теоретически точно воспроизвести любую плоскую алгебраическую кривую. Однако практическое применение этих механизмов ограничивается тем, что эти механизмы получаются, как правило, многозвенными. С увеличением же числа звеньев в механизме возрастает вероятность получения недопустимых углов передачи и искажения заданной зависимости вследствие накопления ошибок, происходящих от неточности изготовления механизма. Поэтому некоторые законы движения выходного звена практически не удается воспроизвести при помощи плоских механизмов с низшими парами. В этом состоит их основной недостаток. Другими словами, кулачковые и зубчатые механизмы вследствие разнообразия элементов высших пар практически являются более универсальными, чем механизмы, составленные только из звеньев, входящих в низшие пары. Следует заметить, однако, что с развитием мподов проектирования механизмов с низшими парами область их применения существенно расширяется. Например, я последние годы в Советском Союзе в машинах, служащих для выполнения некоторых математических операции, и в машинах-автоматах были применены шарнирные механизмы, которые являются более совершенными по сравнению с ранее применявшимися кулачковыми и фрикционными механизмами.

2'J. Прежде чем излагать сущность современных методов проектирования механизмов с низшими парами, рассмотрим кратко основные задачи синтеза этих механизмов.

В зависимости от назначения механизма точки выходных звеньев должны иметь определенные траектории, перемещения, скорости и ускорения. Зтп величины зависят от закона движения входного зпена и от параметров кинематической схемы, т. е. от размеров звеньев механизма, которые определяют его кинематическую схему. В плоских механизмах с низшими парами параметрами кинематической схемы являются расстояния между центрами шарниров, размеры, определяющие положения поступательных пар, расстояния до точек, описывающих траектории, и т. п. Определение параметров кинематической схемы механизма по заданным геометрическим и кинематическим условиям движения выходного звена составляет основную задачу проектирования механизмов, так как все остальные этапы проектирования содержат лишь проверочные и вспомогательные расчеты, позволяющие установить возможность и целесообразность реального выполнения полученной кинематической схемы механизмов.

В настоящее время вопросы проектирования механизмов с низшими парами значительно развиты. В частности, решены задачи о проектировании механизмов с низшими парами занимают четыре и пить заданных положений, и многие другие задачи точного и приближенного синтеза механизмов г).

Для расчета элементов шлифовальных станков, конструирования приспособлений для работы на них и оценки точности обработки необходимо знать силы резания. Силу резания Р, возникающую при шлифовании в зоне контакта круга и заготовки, для удобства расчетов разлагают по координатным осям на три составляющие (рис. 6.92): тангенциальную Р2, радиальную Ру и осевую -Рх. Составляющую Ру используют в расчетах точности обработки, Рх — необходима для проектирования механизмов подач шлифовальных станков, Рг используют для определения мощности электродвигателя шлифовального круга.

В связи с развитием машиностроения как отрасли промышленности появилась потребность в разработке общих научных методов исследования и проектирования механизмов, входящих в состав

§ 1.3. Особенности проектирования механизмов приборных и вычислительных систем