Передаточного механизма

3. Синтез передаточного шарнирного четырехзвенника

3. Синтез передаточного шарнирного четырехзвенника . . .105

Постановка:, задачи синтеза передаточного шарнирного четырех-звенника. Передаточным механизмом называется механизм для

воспроизведения заданной функциональной зависимости между перемещениями звеньев, образующих кинематические пары со стойкой. Для синтеза передаточного шарнирного четырех-звенника (рис. 70, а) применим метод приближения функций. Заданная функция имеет вид

Применение метода оптимизации для синтеза направляющего шарнирного четырехзвенника уже было показано (см. с. 143). Для использования методов приближения функций по аналогии с решением задачи синтеза передаточного шарнирного четырехзвенника надо составить аналитическое выражение взвешенной разности Д<7 = с2—Сф2, где с — длина звена CD; Сф — переменное расстояние от точки С до точки D при разомкнутом шарнире и точном перемещении точки М по заданной кривой (см. рис. 66). Искомые параметры синтеза находят затем с использованием одного из видов приближения функций.

Постановка задачи синтеза передаточного шарнирного четы-рехзвенника. Передаточным механизмом называется механизм для воспроизведения заданной функциональной зависимости между перемещениями звеньев, образующих кинематические пары со стойкой. Для синтеза передаточного шарнирного четырех-звенника (рис. 111, а) можно использовать как метод оптимизации, так и метод приближения функций. В данной главе ограничимся изложением метода приближения функций, так как метод оптимизации был пояснен в предыдущей главе на примере синтеза шарнирного четырехзвенника для воспроизведения заданной траектории.

Вычисление трех параметров синтеза. Пусть, например, о рассматриваемой задаче синтеза передаточного шарнирного че-тырехзвенника требуется вычислить три параметра а, Ь и с. В этом случае углы аир считаются заданными.

Аналитическое выражение взвешенной разности (20.48) получается известными приемами аналитической геометрии и в зависимости от числа и комбинации вычисляемых параметров может быть представлено или обобщенным полиномом (19.12) или обобщенным полиномом с одним или несколькими нелинейными членами. Как и при синтезе передаточного шарнирного четы-рехзвенника, три неизвестных параметра находятся из системы линейных уравнений; при четырех вычисляемых параметрах приходится решать одно квадратное уравнение; при пяти вычисляемых параметрах — одно кубическое уравнейие. Формулы для вычислений здесь не приводятся, так как решение задачи синтеза направляющего четырехзвенника по методу приближения функций принципиально не отличается от решения задачи синтеза передаточного четырехзвенника, 'подробно рассмотренного в § 73. Аналогично решаются и задачи синтеза других плоских направляющих механизмов. Синтез пространственных направляющих механизмов выполняется, как правило, по методу многопараметрической оптимизации.

В работах [2, 3] приведен метод вычисления пяти, шести и семи (полного числа) параметров схемы передаточного шарнирного четырехзвенника из условия приближения графика заданной функциональной зависимости и графика функции, воспроизводимой механизмом, с одним узлом соответственно пятой, шестой и седьмой кратности. При этом абсолютные величины отклонения между графиками растут от нуля в узловой точке до наибольшего значения в начальной и конечной точках графика.

Настоящая статья посвящена выводу уравнений для вычисления пяти, шести и семи параметров схемы передаточного шарнирного четырехзвенника по этому условию.

Вычисление пяти параметров схемы механизма. Для вычисления пяти параметров схемы г, d, I, а к 3, полагая значения параметров фт и i)m известными, запишем уравнение схемы передаточного шарнирного четырехзвенника в следующем виде [2]:

I5. Машинным агрегатом (рис. 69) называется устройство, состоящее из машины-двигателя 1, рабочей машины 2 и передаточного механизма 3 (редуктора, короб ш скоростей, вариатора).

будет состоять из шатуна 2 и поршня 3. После силового расчета этой группы определится реакция шатуна 2 на кривошип / — сила Flu. Кроме того, кривошип находится под действием силы FI и пары сил с моментом Mlt представляющих собой результирующие от внешних нагрузок и сил инерции. Под действием этих сил и реакции Fio стойки кривошип в общем случае не будет находиться в равновесии. Для равновесия необходимо приложить уравновешивающую силу Fy или уравновешивающий момент /Wy. Этими уравновешивающими силой и моментом являются реактивные силы или момент от той рабочей машины, которая приводится в движение рассматриваемым двигателем. Если коленчатый вал двигателя и главный вал рабочей машины соединены посредством муфты, то мы будем иметь в качестве уравновешивающего момента, приложенного к валу двигателя, реактивный момент сил сопротивления рабочей машины. Если коленчатый вал двигателя соединен с главным валом рабочей машины посредством зубчатой передачи, то мы будем иметь в качестве уравновешивающей силы, приложенной к зубчатому колесу, сидящему на валу двигателя, реактивную силу рабочей машины. Очевидно, что эта реактивная сила, если пренебречь трением в сопряженных профилях зубьев, будет направлена по нормали к профилям сопряженных зубьев зубчатой передачи. Таким образом, линия действия уравновешивающей силы полностью определяется конструкцией передаточного механизма от машины (уравновешивающими силой или моментом будут реактивная сила или момент от двигателя).

На рис. 4.9 приведена схема машины, состоящей из асинхронного электродвигателя Д, передаточного механизма ПМ с передаточным отношением иы и исполнительного механизма ИМ, Ми =

где Alp — реактивный момент, приведенный к выходному звену передаточного механизма; /д—момент инерции двигателя и передаточного механизма, приведенный к выходному звену передаточного механизма:

/Р— момент инерции ротора электродвигателя; /пм — момент инерции передаточного механизма, приведенный к его выходному звену.

1. Определить суммарный приведенный момент инерции Лг(ф) (с учетом момента инерции ротора электродвигателя и вращающихся масс передаточного механизма) для п положений механизма, равноотстоящих по углу поворота кривошипа. Найти постоянную составляющую

10. Определить динамическую нагрузку в передаточном механизме А? д,ш (0 с точностью до первых двух гармоник по формуле (4.54) для всех положений механизма. Построить график Мд„н ("Vp) t. Проверить выполнение условия Л1п.ср ^ /Иди„ тах. Невыполнение этого условия приводит к тому, что момент, передаваемый передаточным механизмом, будет менять свое направление в течение каждого никла. Уменьшение динамической нагрузки в передаточном механизме может быть достигнуто установкой маховика на выходном (тихоходном) валу передаточного механизма, что, однако, требует увеличения массы маховика по сравнению со случаем, когда маховик устанавливается на быстроходном валу (валу двигателя).

И с п о л н п т е л ь п ы п меха н и з м (ИМ) качественно преобразует движение входного звена в требуемое движение рабочего органа. Выходные звенья исполнительных механизмов соединены непосредственно с рабочими органами, входные звенья закреплены па валу двигателя пли передаточного механизма. ИМ, выполняющие основные или наиболее трудоемкие технологические операции, называются основными, а ведущее (входное) звено основного механизма— главным валом. Вспомогательные механизмы выполняют соответственно вспомогательные операции. В МА на рис. 5.1 основным является крнношпгпю-ползунный механизм 12—14 с главным валом JI, вспомогательными — рычажпо-кулачковый механизм 8, 9, 10, 2, 1 отрезания заготовки от прутка п переноса ее на линию высадки, кулачковый механизм 15—18 выталкивания болта, фрик-ционио-ролнковый механизм 20, 7 подачи прутка.

10.25. Червячный редуктор имеет А ~ 210 мм; i = 34; гч = 1; q = 8; tns = 10 мм. Материал венца колеса — бронза ОНФ (отливка центробежная). Червяк закаленный (твердость ^> HRC45), шлифованный. Вал червяка установлен на подшипниках качения; вал колеса — на подшипниках скольжения. Допустимо ли использование этого редуктора в качестве передаточного механизма между двигателем и станком, если последний потребляет мощность N = 9,0 л. с. при п ~ 43 об/мин?

9.1. Даны размеры и допуски узла промежуточного валика передаточного механизма (рис. 9.2, а). Определить номинальное значение, допуск и предельные отклонения, а также предельные размеры замыкающего звена. Расчет вести на полную взаимозаменяемость.

9.2. Заданы номинальные размеры и исходный размер Лд = = 0,6 + 0,5 мм (отклонения намечены исходя из условий работы механизма) промежуточного валика передаточного механизма (рис. 9.3, а). Определить допуски и предельные отклонения размеров.