Контрольная работа: Шарнирно-рычажные и кулачковые механизмы

В шарнирно-рычажных механизмах жесткие звенья типа стержней, рычагов соединяются вращательными и поступательными кинематическими парами. Шарнирно-рычажные механизмы применяются для преобразования вращательных или поступательных движений входных звеньев в качательное или возвратно-поступательное движение выходных звеньях.

В зависимости от характера движения и назначения звенья имеют определенные названия. Звено, совершающее полный оборот вокруг неподвижной оси - кривошип; плоскопараллельное движение имеет шатун; качательное - коромысло; поступательное - ползун; направляющая - неподвижное звено, образующее поступательную пару с ползуном; коромысло, служащее направляющей для ползуна (кулисного камня) - кулиса и др.

Кулачковые механизмы - механизмы с высшими кинематическими парами, которые образуются путем силового и геометрического замыкания его звеньев: кулачка и толкателя; кулачка и коромысла. Эти механизмы используются для преобразования вращательного движения входного звена в возвратно-поступательное, качательное или сложное движение выходного с остановками заданной продолжительности.

Кулачковые механизмы в зависимости от движения выходного звена делятся на три вида:

1. Выходное звено движется поступательно.

2. Выходное звено вращается.

3. Выходное звено совершает сложное движение.

Цилиндр, ограниченный в сечении плоской кривой, вращается вокруг оси с заданной угловой скоростью. Действуя на ролик, свободно вращающийся вокруг оси, цилиндр заставляет второе звено совершать одно из перечисленных выше движений.

Кулачком называется звено высшей пары, элемент которого имеет переменную кривизну. Если выходное звено движется поступательно, оно называется толкателем; если вращается, то коромыслом; а если совершает сложное движение, то называется шатуном.

Кулачковые механизмы находят широкое применение в специальном технологическом оборудовании электронной промышленности. Кулачковый механизм применяется в двигателях внутреннего сгорания в газораспределительном механизме, в металлорежущих станках и других машинах для воспроизведения сложной траектории движения рабочих органов и выполнения функций управления, таких как включение и выключение рабочих органов по определённой схеме.

Многозвенные механические передачи: многоступенчатые передачи, ряд последовательно зацепляющихся колес. Определение передаточного отношения каждого из указанных видов механизма, изобразите кинематические схемы.

Для осуществления значительных передаточных отношений применяются несколько последовательно соединенных колес, где, кроме входного и выходного имеются еще промежуточные колеса, такие передачи называются многоступенчатыми.

Многоступенчатые передачи, у которых оси вращения колес неподвижны, носят также названия рядового соединения.

Передаточное отношение сложной многоступенчатой зубчатой передачи есть произведение взятых со своими знаками передаточных отношений отдельных его ступеней.

U_1n = ω₁ /ω_n = U₁₂ ·U_2’3 ·U_3’4 ·…·U _{(n-1) ’n}

Для каждой ступени передач имеем:

U₁₂ = ± (r₂ /r₁ ) = ± (z₂ /z₁ ),

U_2’3 = ± (r₃ /r_2’ ) = ± (z₃ /z_2’ ),

………………………….

U _{(n-1) ’n} = ± (r_n /r _{(n-1) ’} ) = ± (z_n /z _{(n-1) ’} ),

где r₁ , r₂ , r_2’ , r₃ ,…., r _{( n-1) ’} , r_n - радиусы начальных окружностей колес, а

z₁ , z₂ , z_2’ , z₃ ,…., z _{( n-1) ’} , z_n - числа зубьев, причем верхний знак берется при внутреннем, а нижний - при внешнем зацеплении.

В инженерных расчетах также пользуются формулой:

U_1n = ω₁ /ω_n = (-1) ^m ∙U₁₂ ·U_2’3 ·U_3’4 ·…·U _{(n-1) ’n} ,

где m - число внешних зацеплений.

В некоторых многоступенчатых зубчатых передачах оси отдельных колес являются подвижными. Такие зубчатые механизмы с одной степенью свободы называются планетарными механизмами, а с двумя и более степенями свободы дифференциальными механизмами или просто дифференциалами. В этих механизмах колеса с подвижными осями вращения называются планетарными колесами или сателлитами, а звено, на котором располагаются оси сателлитов - водилом. На схемах водило принято обозначать буквой Н. Зубчатые колеса с неподвижными осями вращения называются солнечными или центральными; неподвижное колесо - опорным.

Передаточное отношение определяется по формуле Виллиса:

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--