Nukkmehhanismide süntees. Nukkmehhanismide arvutamine Nukkmehhanismide tööfaasid. Faasi- ja projekteerimisnurgad
5.1 Üldmõisted
Mehhanism, mis sisaldab muutuva kõverusega tööpinnaga pöörlevat lüli, nn nukk, ja kõrgema kinemaatilise paari moodustavat tõukuri (ostsillaatori) kujul olevat väljundlinki nimetatakse nukk.
Lame nukkmehhanismide klassifikatsioon ja nuki peamised parameetrid.
Pöörleva nukiga tasapinnalised nukkmehhanismid (joonis 5.1) jagunevad kahte rühma: 1. rühm muudab nuki pöörleva liikumise tõukuri translatsiooniliseks liikumiseks; 2. rühm - nuki pöörlev liikumine ostsillaatori võnkeliikumisse.
Kõik need rühmad jagunevad vastavalt juhitava lüli elemendi kujule veel kolmeks alarühmaks, milles nukk töötab: a) piki otsa; b) video abil; c) tasane. Nukkmehhanismid, mis muudavad pöörleva liikumise translatiivseks, mille puhul nukk töötab piki otsa või rullikut, jagunevad omakorda kesk- ja deaksiaalseteks. Keskne nimetatakse neid, mille puhul tõukuri telg läbib nuki pöörlemiskeskust. AT deaksiaalne samades mehhanismides nihutatakse tõukuri telge nuki pöörlemiskeskme suhtes teatud määral e helistas desaksiaalne. Põhilisi nukkide paigutusi on kaheksa.
Profiil nukiks nimetatakse kõverat, mis saadakse nukielemendi lõikes selle pöörlemisteljega risti oleva tasapinnaga. Vaatamata paljudele nukkprofiilide valikule on neil kõigil mõned ühised parameetrid.
Joonisel fig. 5.2 näitab nukki, mille profiili joonistab neli ringikaare.
Arc ab tõmmatud keskelt O 1, kaar eKr- O 2 keskpunktist, kaar cd- keskelt O 1, kaar da- keskelt O 2 / . Nuki peamised mõõtmed on järgmised.
Minimaalne lõualuu raadius R 0- raadius, mis ühendab nuki pöörlemiskeskust nukiprofiili lähima punktiga.
Maksimaalne lõualuu raadius R max on raadius, mis ühendab nuki keskpunkti nukkprofiili kõige välimise punktiga.
Tõukurtõstuk h- suurima ja minimaalse nukiraadiuse pikkuste erinevus.
Mittetöötav nukknurk (mittetöötav faas) φ 0- kaarel põhinev kesknurk ab minimaalne raadius. Minimaalse raadiusega kaare libisemisel on tõukur paigal ja alumises asendis.
Eemaldamise nurk (eemaldamisfaas) φ Y eKr, mis ühendab minimaalse ja maksimaalse nukkraadiuse kaare äärmised punktid. Mööda kaare libisemisel eKr tõukur hakkab liikuma ja eemaldub maksimaalsele kaugusele (läheb alumisest asendist ülemisse).
Kaugseismise nurk (kaugseisufaas) φ d- nuki kesknurk kaare alusel cd maksimaalne raadius. Samal ajal kui tõukur libiseb kaarega cd, see on paigal ja asub nuki pöörlemiskeskmest maksimaalsel kaugusel.
Tagastusnurk (tagasi faas) φ B- nuki kesknurk kaare alusel da, mis ühendab maksimaalse ja minimaalse nukkraadiuse kaare äärmised punktid. Mööda kaare libisemisel da tõukur naaseb kaugemalt algsesse (alumisse) asendisse.
Nuki töönurk (tööfaas) φ P- nuki kesknurk, mis võrdub eemaldamise, kauguse ja tagasipöördumise nurkade summaga 
.
Kõikide nurkade summa peab olema võrdne 360 0:
Nukkprofiili raadiused R 2 (R 2 /) on kaare raadiused, mis vastavad vastavalt eemaldamis- ja tagasivoolufaasile. Kui eemaldamise (või tagasipöördumise) faasile vastav kõver ei ole ringi kaar, siis on nukkprofiili raadius sel juhul muutuv.
5.2 Nukkmehhanismide analüüs ja süntees
Kinemaatilise analüüsi ülesandeks on teadaoleva mehhanismi kinemaatilise skeemi ja nuki pöörlemissageduse järgi määrata tõukuri (ostsillaatori) liikumisseadus, kiirus ja kiirendus.
Tõukuri (ostsillaatori) kiiruste ja kiirenduste määramine leitakse väljundlüli liikumisseaduse graafilise diferentseerimise teel.
Nukkmehhanismide analüüsimiseks suvalise nukiprofiiliga vastupidise liikumise meetod, mille juures nukk loetakse seisvaks ja hammaslatile koos tõukuriga (ostsillaatoriga) antakse pöörlev liikumine ümber nuki telje nuki nurkkiirusega, kuid vastupidises suunas. Sellise liikumise korral on tõukuri (ostsillaatori) liikumine nuki suhtes sama, mis fikseeritud raamiga tõelise liikumise korral.
Sünteesi käigus leitakse nuki profiil teadaoleva ehitusskeemi, nuki põhimõõtmete ja tõukuri (ostsillaatori) liikumisseaduse järgi.
5.2.1 Kesknukkmehhanism, milles nukk töötab teravikuga kraanil
Mehhanismi analüüs.
Tuntud: mehhanismi kinemaatilise skeemi parameetrid ja nuki pöörlemissagedus (min -1).
Tõukuri liikumise leidmiseks ehitatakse mehhanismi kinemaatiline diagramm (joon. 5.3, a) näiteks skaalal
kus on minimaalse nukiringi raadius m;
Ringi raadius joonisel sisse mm.
Raadiusringile joonistatakse (näiteks) töönurk, mis leitakse avaldisest
kus , - vastavalt ühe pöörde aeg ja tööaeg s.
Kaamera täispöördeaeg
Töönurk jagatakse võrdseteks osadeks (joonis 5.3 - 18) ja raadiused tõmmatakse läbi keskpunkti O 1 ja punktid 1-18, kuni need kohtuvad nukkprofiiliga. Kaugused 1-1 / , 2-2 / , ... minimaalse raadiusega ringist nuki profiilini on tõukuri nihked, mis vastavad nuki pöörlemisele jaotusnumbriga määratud nurga võrra.
Graafilise sõltuvuse loomiseks koordinaatsüsteemis valitakse koordinaatsüsteemis tõukuri nihke ja aja skaala
; m/mm (5,4)
S/mm (5,5)
kus on ordinaat millimeetrites, mis vastab tõukuri liikumisele -ndas asendis m;
Abstsiss millimeetrites, mis vastab nuki pöörlemisajale töönurgani tollides Koos.
Juhul, kui , on kinemaatilise skeemi ja graafiku skaalad samad. Abstsisstelg jagatakse võrdseteks osadeks (antud juhul 18) ja läbi jaotuspunktide tõmmatakse lõigud 1-1 //, 2-2 //, ..., 18-18 //, mis väljendavad vastavaid nihkeid. tõukur vastaval skaalal (joonis 5.3b).
Mehhanismi süntees.
Tuntud: mehhanismi plokkskeem, põhisuurus R 0 ja nuki pöörlemissagedus, tõukuri liikumisseadus, mis on antud ühe kinemaatilise graafikuga (joon. 5.4, a).
Peate looma nukiprofiili.
Olgu, nagu analüüsi puhul , ja liikumisseadust kujutatakse graafikuga .
a) b)
Ülesande lahendamiseks mõõtkavas (5.1) joonistatakse nuki raadiusega R 0 ring ja sellele joonistatakse töönurk, mis jagatakse n võrdseks osaks. Kiired tõmmatakse läbi jaotuspunktide ja ringi keskpunkti. Graafiku abstsiss on jagatud samadeks n osadeks ja vastavad väärtused leitakse ordinaatidel, mis skaalal väljendavad tõukuri otsa vastavaid asukohti nukkprofiilil. Seega, kui eraldame kiirtele skaalat arvestades segmendid ringist kõrvale ja ühendame need punktid sujuva joonega, saame nukkprofiili, mis tagab vajaliku liikumisviisi (joonis 5.4, b).
5.2.2 Deaksiaalne nukkmehhanism, milles nukk töötab otsaga kraanil
Mehhanismi kinemaatiline analüüs.
Olgu skaalal (5.1) antud mehhanismi kinemaatiline skeem (joon. 5.5). Joonistame minimaalse raadiusega ringi ja deaksiaalringi (mille raadius on võrdne deaksiaalsega). Kui nuki asemel pöörleks minimaalse raadiusega ring (ümber sama keskpunkti O 1), siis oleks tõukur paigal ja selle ots oleks pidevalt punktis 6 / (ja libiseb mööda minimaalse raadiusega ringi ). Tegelikult pöörleb nukk ka joonisel fig. 5,5, a, tõukuri ots on punktis 6 // ; seetõttu on deaksiaalringi puutuja segment 6 / -6 //, mis jääb minimaalse raadiusega ringi ja nuki profiili vahele, tõukuri tõus selles asendis. Tõukuri tõstete leidmiseks teistes asendites on vaja deaksiaalring osadeks jagada, tõmmata läbi jagamispunktide puutujad ja mõõta nende puutujate vastavad segmendid. Kuid tavaliselt ei alga jagamine suvalisest punktist, vaid punktist, kust algab tõukuri tõstmine. Joonisel fig. 5,5, a on näha, et selline nukkprofiili punkt on punkt O / (mille juures on nukkprofiil eraldatud minimaalse raadiusega ringist). Peame leidma deaksiaali ümbermõõdul vastava punkti. Selleks tõmbame deaksiaali ringile puutuja läbi punkti O /. Puutepunkt O on soovitud punkt. Deaksiaali ümbermõõdu punktist O jätame kõrvale töönurga (5.2) ja jagame selle mitmeks võrdseks osaks (joonis 5.5, a töönurk on jagatud 8 osaks). Jaotuspunktide kaudu tõmbame deaksiaali ringile puutujaid. Minimaalse raadiusega ringi ja nuki profiili vaheliste puutujate segmendid vastavad tõukuri soovitud nihkele (joonis 5.5, b).
Nende nihkete jaoks oleks võimalik koostada graafikud avaldiste (5.4) ja (5.5) abil.
Kuid nagu näete, ei läbinud nuki (punkti) varba ükski puutuja, seetõttu pole graafikul tõukuri maksimaalset tõstejõudu. Selle olukorra parandamiseks tõmmake deaksiaalringi puutuja läbi nuki varba ja märkige puutepunkt.
Lükkades leitud tõukuri liikumised skaalal (5.4) abstsissteljest (joon. 5.5, b) edasi, saame graafiku.
Vaatamata sellele, et nukk oli sümmeetriline, osutus graafik asümmeetriliseks (graafiku asümmeetriat saab hinnata vähemalt selle järgi, et tõukuri maksimaalne tõstejõud ei olnud graafiku keskel). Seda deaksiaalsete nukkmehhanismide omadust kasutatakse praktikas, kui nad soovivad saada asümmeetrilise ajakavaga sümmeetrilist nukki.
Mehhanismi süntees.
Nüüd olgu toodud graafik (joon. 5.5, b) ja nuki põhimõõtmed (nuki minimaalne raadius, deaksiaal- ja töönurk). See on vajalik nukkprofiili ehitamiseks.
Jagame antud graafiku ordinaatide järgi mitmeks võrdseks osaks (joon. 5.5, b Graafik on jagatud kaheksaks osaks). Kui ükski ordinaat ei läbinud tõukuri maksimaalsele tõstejõule vastavat punkti, siis tõmbame selle punkti kaudu täiendava ordinaat.
Valime skaala (5.1), kuhu tuleks joonistada mehhanismi kinemaatiline diagramm ja ühest keskpunktist O 1 (joon. 5.5, a) joonistame kaks ringi: minimaalne raadius ja deaksiaal. Deaksiaali ringjoonel suvalisest punktist O jätame kõrvale töönurga (5.2) ja jagame selle nii paljudeks võrdseteks osadeks, milleks graafik on jagatud. Läbi jaotuspunktide 0, 1, 2 jne. tõmbame deaksiaali ringile puutujaid. Nendel minimaalse raadiusega ringi puutujatel lükkame graafikult võetud tõukuri nihked edasi. Kui pikkusskaalad graafikul ja kinemaatilisel diagrammil on erinevad, siis sõltuvusi (5.1) ja (5.4) kasutades saame need vajalikus mõõtkavas. Ühendades edasilükatud liigutuste otsad sujuva kõveraga, saame soovitud nukkprofiili (joon. 5.5, a). Pöörlemisteljelt umbes 1 nukk deaksiaalkaugusel joonistame tõukuri. Seega on nukkmehhanismi vajalik kinemaatiline diagramm valmis.
5.2.3 Keskne nukkmehhanism, milles nukk töötab rulliku järgijal
Mehhanismi analüüs.
Olgu antud kesknukkmehhanismi kinemaatiline skeem (joon. 5.6, a). See on vajalik kinemaatilise analüüsi tegemiseks, st graafiku koostamiseks.
Rulli keskpunkti (punkt B) trajektoori, kui see liigub nuki suhtes (tagurpidi liikumisel), nimetatakse keskprofiil nukk. Kuna rulliku B keskpunkt on tegelikust nukkprofiilist alati samal kaugusel, mis on võrdne rulli raadiusega, siis on kesk- ja tegelik nukkprofiil võrdsel kaugusel(ekvivalentsed) kõverad.
 |
Võrdkauguse kõvera konstrueerimine E sellele kõverale To näidatud joonisel fig. 5.6, c. Olgu see nõutav antud kõverale To ehitada võrdse kaugusega kõver E kaugusel, mis on võrdne . Selleks kõveral To valige punktide jada (üksteisest 3-5 mm kaugusel) ja tõmmake nendest punktidest kaared raadiusega . Nende kaare ümbris E ja on soovitud võrdse vahemaa kõver. Konkreetsel juhul on ringi puhul võrdse kaugusega kõver antud ringiga kontsentriline ring.
Mehhanismi skeemil (joonis 5.6, a) ehitame nuki keskprofiili (selle konstruktsioon on näidatud keskprofiili jaotises vastavalt ülalkirjeldatud meetodile).
Keskprofiilil on oma (suurendatud) minimaalne raadius. Tähistame seda siis tähega
kus on nuki minimaalne raadius;
Rulli läbimõõt.
Nüüd asendame tegeliku nuki, mis töötab rullil, kesknukiga, töötame otsaga tõukuriga (joonis 5.6, a see tõukur on näidatud punktiirjoonega). Sellise skeemi kinemaatilist analüüsi on kirjeldatud eespool.
Mehhanismi süntees.
Süntees viiakse läbi analüüsi vastupidises järjekorras. Olgu antud graafik (joon. 5.6, b) ja nuki põhimõõtmed. See on vajalik nukkprofiili ehitamiseks. Esiteks ehitame piki otsa töötava nuki keskprofiili (keskprofiili ehitamisel eeldatakse, et minimaalne raadius on ).
Seejärel liigume keskprofiililt pärisprofiilile, konstrueerides "sees" võrdse kauguse kõvera. Reaalprofiili kohas (joonis 5.6, a) on näidatud selle konstruktsioon (võrdse kauguse kõverana).
5.2.4 Deaksiaalne nukkmehhanism, milles nukk liigutab tõukurit rulliga
Mehhanismi analüüs.
Olgu antud rulliga deaksiaalnukkmehhanismi kinemaatiline skeem (joon. 5.7). Vaja on kinemaatilist analüüsi.
Asendame tegeliku nuki (töötab mööda rulli) keskprofiiliga, mis töötab piki otsaga tõukurit (selle konstruktsioon on näidatud keskprofiili lõigus tegeliku nukiprofiiliga võrdsel kaugusel). Seejärel tehakse nuki keskprofiili kinemaatiline analüüs, töötades otsaga tõukuril.
 |
Mehhanismi süntees.
Süntees viiakse läbi analüüsi vastupidises järjekorras. Esmalt leitakse etteantud graafiku järgi nuki keskprofiil (keskprofiili konstrueerimisel suureneb nuki minimaalne raadius rulli raadiuse võrra).
Seejärel liiguvad nad keskprofiililt pärisprofiilile, konstrueerides sissepoole võrdse kauguse kõvera (joonis 5.7). Reaalse profiili lõikel on näidatud selle konstruktsioon (võrdse kauguse kõverana).
5.2.5 Nukkmehhanism, milles nukk liigutab tasast järgijat
Mehhanismi analüüs.
Olgu antud lametõukuriga nukkmehhanismi kinemaatiline skeem (joon. 5.8, a). See on vajalik kinemaatilise analüüsi tegemiseks, st graafiku joonistamiseks
Joonistame skaalal (5.1) minimaalse raadiusega ringi, joonistame sellele ringile töönurga ja jagame selle 12 võrdseks osaks. Kasutame pöördliikumise meetodit. Laske tõukuri teljel O 1 V tagurpidi liikumisel pöörduda 30 0 ja võtke esimene asend O 1 V 1. Tuleb leida tõukuriplaadi asend, mis töötamise ajal puudutab pidevalt nuki profiili ja jääb tõukuri teljega risti. Liigume puutuja nuki profiilile, mis on samuti risti esimeses asendis oleva tõukuri teljega O 1 B 1. Kaugus 1-1-ga minimaalse raadiusega ringist tõukuriplaadini ja see on tõukuri liikumine esimeses asendis. Samamoodi leiame nihke 2-s 2 teises asendis ja kõigis järgnevates (tõukuri liikumine joonisel 5.8, a näidatud rasvaste joontega). Leitud nihkeid x-teljelt edasi lükates (joon. 5.8, b), saame graafiku.
 |
 |
Mehhanismi süntees.
Süntees viiakse läbi analüüsi vastupidises järjekorras. Olgu nüüd antud ajakava (joon. 5.8, b); on vaja ehitada tasasel tõukuril töötav nukkprofiil. Joonistame minimaalse raadiusega ringi (joon. 5.8, a). Suvalisest punktist Selle ringi kohta jätame etteantud töönurga kõrvale ja jagame selle 12 võrdseks osaks. Graafiku järgi leiame oma telje igale asendile vastavad tõukuri nihked pöördliikumisel (graafiku lõhkumine nii paljudeks võrdseteks osadeks, milleks jagub nuki töönurk). Minimaalse raadiuse ringilt raadiuste jätkul lükkame graafikult võetud vastavad nihked edasi, saame punktid 1-st, 2-st, 3-st, ..., 12-st (kui graafikul on pikkuseskaalad ja kinemaatiline diagramm on erinev, siis tuleb enne tõukuri nihke edasilükkamist kasutada valemit (5.5) Läbi punktide c 1, c 2, c 3 jne joonistame ristid , , , ... pikendustele raadiused ja seega leida plaadi 12 asukohta.
Nuki tegelik profiil on tõukuriplaadi kõigi asendite ümbris. Nukiprofiili täpsemaks saamiseks on vaja leida võimalikult palju tõukuriplaadi asendit tagurpidi liikumisel.
5.2.6 Nukkmehhanism, milles nukk liigutab otsaga nookurit
Mehhanismi analüüs.
Olgu antud ostsillaatoriga nukkmehhanismi kinemaatiline skeem (joon. 5.9, a). See on vajalik kinemaatilise analüüsi tegemiseks, st graafiku koostamiseks. Vastupidisel liikumisel oleva ostsillaatori O pöörlemiskese liigub mööda ringi raadiusega O 1 O (joonis 5.9, a).
Sellel ringil, punktist O, eraldame nuki nurkkiirusele vastupidises suunas, nuki töönurga ja jagame selle 12 võrdseks osaks. Joonisel fig. 5.9, a RH ostsillaator on näidatud alumises asendis (tõusu alguses). Kui kinemaatilisel diagrammil on ostsillaator näidatud mitte alumises, vaid vahepealses asendis, siis tuleb kõigepealt leida ostsillaatori pöörlemiskeskme asukoht, mis vastab pöördliikumise tõusu algusele (kuni ring raadiusega O 1 O) ja sellest punktist jätke töönurk kõrvale. Vastupidisel liikumisel hõivab ostsillaatori pöördekese O ringil raadiusega O 1 O järjestikused positsioonid 1, 2, 3, ..., 12 (mis vastab nuki pöörlemisele sama nurga võrra). Ostsillaatori teine ots (punkt B) libiseb mööda nuki profiili. Leiame punkti B järjestikused asukohad. Selleks teeme ostsillaatori OB pikkuse järgi punktidest 1, 2, 3, ..., 12 (raadiusega O 1 O ringid) nukkprofiilile, saame punktid 1 / , 2 / , 3 / , ..., 12 / .
Tõelise liikumise korral liigub ostsillaatori B ots piki raadiusega OB kirjeldatud kaare keskpunktist O. Punkti B vastavate positsioonide leidmiseks tõelises liikumises on vaja kaare keskpunktist teha sälgud. nuki pöörlemine O 1 kaugustega O 1 1 / , O 1 2 / , О 1 3 / , …, О 1 12 / , saame punktid 1 // , 2 // , 3 // , …, 12 // . Graafiku koostamisel saab ostsillaatori pöördenurkade asemel joonistada kaare B-1 //, B-2 // jne pikkused, mõõdetuna otse piki kaaret. Sel juhul ostsillaatori pöördenurga skaleerimistegur
,rad/mm, (5,7)
kus on ostsillaatori pöördenurk, deg;
Maksimaalne ordinaat diagrammil, mm.
 |
Mehhanismi süntees.
Süntees viiakse läbi analüüsi vastupidises järjekorras. Nüüd olgu antud graafik (joon. 5.9, b), nuki minimaalne raadius ja OB-ostsillaatori pikkus. See on vajalik nukkprofiili ehitamiseks.
Suvalisest punktist O 1 kirjeldame minimaalse raadiusega ringi (joon. 5.9, a). Sellel ringil valime suvalises kohas punkti B (vastab ostsillaatori pöörde algusele). Punktist B antud suunas (ja kui suund pole määratud, siis suvalises suunas), jätame kõrvale ostsillaatori VO pikkuse. Seejärel kirjeldame keskpunktist O 1 ringi raadiusega O 1 O. Kui on määratud keskpunkti kaugus O 1 O, mitte ostsillaatori VO pikkus, siis kirjeldatakse kohe selle raadiusega ringi ja suvaline punkt. Sellel on valitud O, mis vastab ostsillaatori positsioonile tõusu alguses. Sellel ringil, punktist O, jätame kõrvale (nuki nurkkiirusele vastupidises suunas) töönurga ja jagame selle mitmeks võrdseks osaks. Seejärel joonistame tsentrist O raadiusega OB kaare ja joonistame sellele (vajalikus mõõtkavas) antud graafikult võetud ostsillaatori nurknihked. Nuki profiili juurde kuuluvad punktid saadakse serifidega.
Selleks joonistame keskpunktist O 1, mille raadiused on võrdsed vahekaugustega O 1 1 //, O 1 2 //, O 1 3 // jne., kaared, millele teeme OB pikkusega sälgud. ostsillaator punktidest 1, 2, 3 , …, 12, mis asub ringil raadiusega О 1 О. Ühendades punktid 1 / , 2 / , 3 / , …, 12 / (kaarelõikekohad) sujuva kõveraga, saame tegelik nukiprofiil.
5.2.7 Nukkmehhanism, milles nukk liigutab rulliga nookurit
Mehhanismi analüüs.
Olgu antud rullostsillaatoriga nukkmehhanismi kinemaatiline skeem (joon. 5.10). Vaja on kinemaatilist analüüsi. Asendame piki rullikut töötava pärisnuki keskprofiiliga, mis töötab piki otsaga ostsillaatorit (selle konstruktsiooni võrdse kauguse kõverana on näidatud keskprofiili lõigus). Seejärel teostame otsaga vibraatoril töötava nuki keskprofiili kinemaatilise analüüsi (joonis 5.10 on selline ostsillaator näidatud punktiirjoonega).
 |
Mehhanismi süntees.
Süntees viiakse läbi analüüsi vastupidises järjekorras. Esmalt leitakse etteantud ajakava järgi nuki keskprofiil (keskprofiili konstrueerimisel suurendatakse nuki minimaalset raadiust rulli raadiuse väärtuse võrra).
Seejärel liiguvad nad keskprofiililt pärisprofiilile, konstrueerides sissepoole võrdse kauguse kõvera (reaalprofiili lõigul on näidatud selle konstruktsioon võrdse kauguse kõverana).
5.2.8 Nukkmehhanism, milles nukk töötab tasapinnalisel ostsillaatoril
Mehhanismi analüüs.
Olgu antud lameostsillaatoriga nukkmehhanismi kinemaatiline skeem (joon. 5.11, a). See on vajalik kinemaatilise analüüsi tegemiseks, st graafiku koostamiseks.
Vastupidisel liikumisel oleva ostsillaatori pöörlemiskese O liigub mööda ringi raadiusega O 1 O (joonis 5.11, a). Sellel ringil, punktist O, mis vastab ostsillaatori alumisele positsioonile (tõusu algusele), jätame kõrvale töönurga nuki nurkkiirusele vastupidises suunas ja jagame selle 12 võrdseks osaks. Vastupidisel liikumisel hõivab ostsillaatori pöörlemiskese O ringil O 1 O järjestikused positsioonid, mis on tähistatud numbritega 1, 2, 3, ..., 12, mis vastavad nuki pöörlemisele sama nurga võrra (30 võrra). 0).
Olles tõmmanud punktidest 1, 2, 3 jne (raadiusega O 1 O ringid) nuki profiili puutujad, leiame ostsillaatori järjestikused positsioonid vastupidises liikumises, mis vastavad nuki pöörlemisele läbi sama nurk. Pannes ostsillaatori OA pikkuse nendele puutujatele, saame punktid 1 / , 2 / , 3 / , ..., mis on ostsillaatori vaba otsa A järjestikused asendid vastupidises liikumises. Kui ükski ostsillaatori asenditest ei puuduta nukkprofiili kõige kaugemat punkti, siis joonistame selle punkti kaudu täiendava puutuja, (joon. 5.11, a), mis vastab ostsillaatori maksimaalsele pöörlemisele.
Tõelise liikumise korral, kui ostsillaator pöörleb, liigub selle vaba ots (punkt A) mööda ringi kaare raadiusega OA. Ostsillaatori vaba otsa järjestikuste positsioonide leidmiseks kaarel on vaja teha nuki pöörlemiskeskmest O 1 sälgud, mille vahekaugused on võrdsed O 1 1 / , O 1 2 / , O 1 3 / , ...; saame punktid 1 // , 2 // , 3 // , ... Kui need punktid on ühendatud ostsillaatori pöörlemiskeskmega O, siis saame ostsillaatori järjestikused asendid, mis vastavad nuki pöörlemisele sama nurk (30 0 võrra).
Ja keskpunkti kaugus O 1 O (joon. 5.11, a). Ringjoonel raadiusega O 1 O valime suvalises kohas ostsillaatori O pöörlemiskeskpunkti, asetame selle kõrvale (nurkkiiruse vastasküljele saame punktide ühendamise teel ostsillaatori esimese asendi 2 ja - ostsillaatori teine asend jne. Nuki tegelik profiil on kõigi ostsillaatori asendite mähisjoon.
Et nukkprofiil oleks täpsem, on vaja leida võimalikult palju ostsillaatori asukohti.
Kaamera disain
Kokkuvõte: Nukimehhanismid. Eesmärk ja ulatus. Nukkmehhanismi tõukuri liikumisseaduse valik. Nukkmehhanismide klassifikatsioon. Peamised parameetrid. Kiiruse analoogi geomeetriline tõlgendus. Survenurga mõju nukkmehhanismi tööle. Nukkmehhanismi süntees. Sünteesi etapid. Rulli raadiuse valik (tõukuri tööosa ümardamine).
Nukimehhanismid
Paljude masinate tööprotsess nõuab mehhanismide olemasolu, mille väljundlülide liikumine peab toimuma rangelt etteantud seaduse järgi ja kooskõlastatud teiste mehhanismide liikumisega. Sellise ülesande täitmiseks on kõige lihtsamad, usaldusväärsemad ja kompaktsemad nukkmehhanismid.
Kulatškov kutsutakse kõrgema kinemaatilise paariga kolmelüliline mehhanism, mille sisendlüli kutsutakse nukk ja väljund tõukur(või rokkar).
nukk nimetatakse lüliks, kuhu kuulub kõrgema kinemaatilise paari element, mis on tehtud muutuva kumerusega pinna kujul.
Nimetatakse sirgjooneliselt liikuvat väljundlinki tõukur, ja pöörlemine (kiikumine) - rokkar.
Tihti on libiseva hõõrdumise asendamiseks veerehõõrdumisega kõrgeimas paaris ja nii nuki kui ka tõukuri kulumise vähendamiseks mehhanismi skeemile lisatud täiendav lüli - rull ja pöörlev kinemaatiline paar. Liikuvus selles kinemaatilises paaris ei muuda mehhanismi ülekandefunktsioone ja on lokaalne liikuvus.
Nad reprodutseerivad teoreetiliselt täpselt väljundlingi – tõukuri liikumist. Tõukuri liikumise seadus, mille annab ülekandefunktsioon, määrab nuki profiil ja see on nukkmehhanismi peamine omadus, millest sõltuvad selle funktsionaalsed omadused, aga ka dünaamilised ja vibratsioonilised omadused. Nukkmehhanismi projekteerimine on jagatud mitmeks etapiks: tõukuri liikumisseaduse määramine, plokkskeemi valimine, põhi- ja üldmõõtmete määramine, nukiprofiili koordinaatide arvutamine. .
Eesmärk ja ulatus
Nukkmehhanismid on loodud selleks, et muuta nuki pöörlev või translatsiooniline liikumine tõukuri edasi-tagasi pöörlevaks või edasi-tagasi liikumiseks. Nukkmehhanismide oluliseks eeliseks on võimalus tagada väljundlingi täpsed paigad. See eelis määras nende laialdase kasutuse kõige lihtsamates tsüklilistes automaatsetes seadmetes ja mehaanilistes arvutusseadmetes (aritmomeetrid, kalendermehhanismid). Nukkmehhanismid võib jagada kahte rühma. Esimese mehhanismid tagavad tõukuri liikumise etteantud liikumisseaduse järgi. Teise rühma mehhanismid tagavad ainult väljundlüli määratud maksimaalse nihke - tõukuri käigu. Sel juhul valitakse seadus, mille järgi see liikumine toimub, tüüpiliste liikumisseaduste hulgast, sõltuvalt töötingimustest ja tootmistehnoloogiast.
Nukkmehhanismi tõukuri liikumisseaduse valik
Tõukuri liikumise seadus nimetatakse tõukuri nihkefunktsiooniks (lineaarne või nurk), samuti üks selle tuletistest, mis on võetud ajas või üldistatud koordinaadina - juhtiva lüli nihkeks - nukk. Nukkmehhanismi projekteerimisel dünaamilisest vaatenurgast on soovitav lähtuda tõukuri kiirenduse muutumise seadusest, kuna just kiirendused määravad mehhanismi töö käigus tekkivad inertsjõud.
Liikumisseadusi on kolm rühma, mida iseloomustavad järgmised omadused:
1. tõukuri liikumisega kaasnevad tugevad löögid,
2. tõukuri liikumisega kaasnevad pehmed löögid,
3. Tõukuri liikumine toimub ilma šokita.
Väga sageli on vastavalt tootmistingimustele vaja tõukurit liigutada ühtlase kiirusega. Rakendades sellist tõukuri liikumisseadust kiiruse järsu muutumise asemel, ulatub kiirendus teoreetiliselt lõpmatuseni, samuti peavad dünaamilised koormused olema lõpmatult suured. Praktikas ei saavutata lülide elastsuse tõttu lõpmata suurt dünaamilist koormust, kuid selle suurus on siiski väga suur. Selliseid lööke nimetatakse "kõvaks" ja need on lubatud ainult väikese kiirusega mehhanismides ja väikese tõukuri raskusega.
Pehme löökidega kaasneb nukkmehhanismi töötamine, kui kiirusfunktsioonil ei ole katkestusi, kuid tõukuri kiirendusfunktsioon (või kiirenduse analoog) läbib katkestuse. Kiirenduse hetkeline muutus piiratud hulga võrra põhjustab dünaamiliste jõudude järsu muutuse, mis väljendub ka löögi kujul. Need rünnakud on aga vähem ohtlikud.
Nukkmehhanism töötab sujuvalt, põrutusteta, kui tõukuri kiiruse ja kiirenduse funktsioonid ei katke, muutuvad sujuvalt ja eeldusel, et liikumise alguses ja lõpus on kiirused ja kiirendused võrdsed nulliga.
Tõukuri liikumisseadust saab esitada nii analüütilisel kujul - võrrandi kujul kui ka graafilisel kujul - diagrammi kujul. Kursuseprojekti ülesannetes leitakse diagrammidena esitatud järgmised tõukurrulli keskpunkti kiirenduste analoogide muutumise seadused:
Tõukuri kiirenduse analoogi ühtlaselt kiirendatud muutumise seadus koos tõukuri liikumise ühtlaselt kiirendatud seadusega kogeb kavandatud nukkmehhanism pehmeid lööke iga intervalli alguses ja lõpus.
Kiirenduse analoogi kolmnurkne muutumise seadus tagab nukkmehhanismi põrutusteta töö.
Mehhanismi põrutusvaba töö tagab ka kiirenduse analoogi trapetsikujuline muutumise seadus.
Kiirenduse analoogi muutumise sinusoidne seadus. Tagab liikumise suurima sujuvuse (iseloomulik on see, et sujuvalt ei muutu mitte ainult kiirus ja kiirendus, vaid ka kõrgemat järku tuletised). Selle liikumisseaduse puhul on aga maksimaalne kiirendus samade faasinurkade ja tõukuri käigu juures suurem kui ühtlaselt kiirendatud ja trapetsikujuliste kiirenduste analoogide muutumise seaduste korral. Selle liikumisseaduse puuduseks on see, et kiiruse kasv tõusu alguses ja sellest tulenevalt ka tõus ise on aeglane.
Kiirenduse analoogi koosinusoidne muutumise seadus põhjustab pehmeid lööke tõukekäigu alguses ja lõpus. Koosinusseadusega on aga löögi alguses kiire kiiruse tõus ja lõpus kiire langus, mis on paljude nukkmehhanismide töötamise korral soovitav.
Dünaamiliste koormuste seisukohalt on soovitavad löögivabad seadused. Selliste liikumisseadustega nukid on aga tehnoloogiliselt keerukamad, kuna nõuavad täpsemaid ja keerukamaid seadmeid, mistõttu on nende valmistamine palju kallim. Tugevate löökidega seadustel on väga piiratud rakendusala ja neid kasutatakse mittekriitilistes mehhanismides madalatel kiirustel ja madalal vastupidavusel. Põrutusvabade seadustega nukke on soovitatav kasutada suure liikumiskiirusega mehhanismides, mille täpsus- ja vastupidavusnõuded on ranged. Kõige levinumad on pehmete löökidega liikumisseadused, mille abil on võimalik luua ratsionaalne kombinatsioon tootmiskuludest ja mehhanismi tööomadustest.
Nukkmehhanismide eelised
Kõik VKP-ga mehhanismid on madala lüliga, seetõttu võimaldavad need vähendada masina kui terviku mõõtmeid.
Sünteesi ja disaini lihtsus.
VKP-ga mehhanismid taasesitavad ülekandefunktsiooni täpsemalt.
Esitage lai valik väljundlingi liikumisseadusi.
VKP-ga mehhanismidel peab olema jõu- või geomeetriline sulgur.
Kontaktjõud HCP-s on palju suuremad kui LCP-s, mis toob kaasa kulumise, st. 2 profiili kaotavad oma kuju ja selle tulemusena oma peamise eelise.
Nuki profiili töötlemise keerukus.
Suurtel kiirustel töötamise ja suurte võimsuste edastamise võimatus.
Nukkmehhanismi peamised parameetrid
Nuki profiil võib koosneda kahe kontsentrilise ringi kaarest ja kõveratest, mis teevad ülemineku ühelt ringilt teisele.
Enamik nukkmehhanisme on tsüklilised mehhanismid, millel on võrdne tsükliperiood. Kui nukk pöörleb, teeb tõukur edasi-tagasi või edasi-tagasi pöörlevaid liigutusi, peatudes ülemises ja alumises asendis. Seega saab tõukuri liikumistsüklis üldjuhul eristada nelja faasi: eemaldamine, kauge seismine (või seismine), lähenemine ja lähedalseis. Vastavalt sellele jagunevad nukinurgad või faasinurgad järgmisteks osadeks:
Eemaldamise (tõste) nurk
Kauge (ülemise) aluse nurk
Lähenemisnurk (laskumine)
Lähedase (alumise) statiivi nurk.
Kolme nurga summa moodustab nurga, mida nimetatakse töönurgaks.
Teatud juhtudel ei pruugi ülemise ja alumise tõusu nurgad olla.
Mehhanismi nukki iseloomustavad kaks profiili:
Keskne (või teoreetiline)
Konstruktiivne (või töötav).
Under konstruktiivne viitab nuki välisele tööprofiilile.
Teoreetiline või keskus nimetatakse profiili, mis nukkkoordinaadisüsteemis kirjeldab rulli keskpunkti (või tõukuri tööprofiili ümardamist), kui rull liigub mööda nuki konstruktiivset profiili.
faas nimetatakse nuki pöördenurgaks.
profiili nurk nimetatakse teoreetilise profiili praeguse tööpunkti nurkkoordinaadiks, mis vastab voolu faasinurgale. Üldiselt ei võrdu faasinurk profiilinurgaga.
Tõukuri liikumist ja nuki pöördenurka arvestatakse tõstefaasi algusest, s.o. rulli keskpunkti madalaimast asendist, mis on nuki pöörlemiskeskmest eemal. Seda kaugust nimetatakse esialgne raadius või nullseibi raadius ja langeb kokku nuki keskprofiili minimaalse raadiuse vektoriga.
Nimetatakse väljundlingi maksimaalset nihet tõukuri löök.
Teljest väljas tõukur – ekstsentrilisus – translatsiooniliselt liikuva tõukuriga nukkidele.
Keskmise kaugus - kaugus nuki pöörlemiskeskme ja nookuri fikseeritud punkti vahel - klapitõukuriga nukkide puhul.
Survenurk on nurk kokkupuutepunktis oleva kiiruse ja profiili normaalse (st jõu suuna) vahel. Tavaliselt tähistatakse seda nurka või. Ja ühes kokkupuutepunktis on kahel profiilil erinev survenurk.
Ilma hõõrdumiseta on jõud suunatud profiilide kokkupuutepunktis piki ühist normaaljoont. Seega on nukkmehhanismis survenurk nurk nuki keskprofiili ja rulli keskpunkti kiiruse vahel.
Nukkmehhanismi mõõtmed määratakse kinemaatiliste, dünaamiliste ja struktuursete tingimuste põhjal.
- Kinemaatilised tingimused - tõukuri antud liikumisseaduse reprodutseerimise tagamine.
- Dünaamiline – tagab kõrge efektiivsuse ja takistab segamist.
- Struktuurne – mehhanismi minimaalse suuruse, tugevuse ja kulumiskindluse tagamine.
Tõukuri kiiruse analoogi geomeetriline tõlgendus
Nukk ja tõukur moodustavad VKP. Tõukur liigub edasi, seetõttu on selle kiirus paralleelne juhikuga. Nukk sooritab pöörlevat liikumist, nii et selle kiirus on voolupunktis suunatud pöörderaadiusega risti ja profiilide suhteline libisemiskiirus on suunatud mööda nende ühist puutujat.
kus a on haardumispoolus VKP-s, mis asub profiilide normaaljoone ristumiskohas kokkupuutepunktis tsentrite joonega. Sest tõukur liigub edasi, siis asub selle pöörlemiskese lõpmatuses ja tsentrite joon kulgeb kiirusega risti läbi nuki keskpunkti.
Kiiruskolmnurk ja on sarnased kolmnurkadega, mille küljed on üksteisega risti, st. vastavate külgede suhe on konstantne ja võrdne sarnasuskoefitsiendiga: , kust.
Need. tõukuri kiiruse analoog on kujutatud tõukuri kiirusega risti oleva segmendiga, mis on ära lõigatud kontaktnormaaliga paralleelse ja nuki keskpunkti läbiva sirgjoonega.
Sünteesi koostis: Kui rulli keskpunktist risti tõukuri kiirusega tõmmatud tala jätkumisel jäetakse punktist kõrvale pikkusega segment ja selle segmendi otsa tõmmatakse kontaktnormaaliga paralleelne sirgjoon , siis see sirgjoon läbib juhtiva lüli (nukk) punkti pöördekeskme.
Seega, tõukuri kiiruse analoogi kujutava segmendi saamiseks on vaja tõukuri kiiruse vektor nuki pöörlemissuunas sisse lülitada.
Survenurga mõju nukkmehhanismi tööle
Nuki esialgse raadiuse vähendamine, kui muud tegurid on võrdsed, põhjustab rõhunurkade suurenemist. Survenurkade suurenemisega suurenevad mehhanismi lülidele mõjuvad jõud, väheneb mehhanismi efektiivsus ja tekib võimalus isepidurdamiseks (mehhanismi kinnikiilumiseks), s.t. ükski juhtlüli (nukk) küljelt tulev jõud ei saa käitatavat (tõukurit) oma kohalt liigutada. Seetõttu on nukkmehhanismi usaldusväärse töö tagamiseks vaja valida selle peamised mõõtmed nii, et survenurk üheski asendis ei ületaks teatud lubatud väärtust.
Nukkmehhanismi põhimõõtmete määramisel klahvtõukuriga piisab, kui survenurk mehhanismi üheski asendis ei ületa
Nukkmehhanismi süntees. Sünteesi etapid
Nukkmehhanismi sünteesil, nagu iga mehhanismi sünteesil, lahendatakse rida ülesandeid, millest TMM-i kursusel käsitletakse kahte: plokkskeemi valik ja mehhanismi lülide põhimõõtmete määramine. (kaasa arvatud nukiprofiil).
Sünteesi esimene etapp on struktuurne. Plokkskeem määrab mehhanismi linkide arvu; kinemaatikapaaride arv, tüüp ja liikuvus; üleliigsete ühenduste arv ja kohalik mobiilsus. Struktuurses sünteesis on vaja põhjendada iga üleliigse sideme ja kohaliku mobiilsuse mehhanismi sisseviimist skeemi. Plokkskeemi valiku määravad tingimused on: etteantud liikumise teisendustüüp, sisend- ja väljundlinkide telgede asukoht. Sisendliikumine mehhanismis muundatakse väljundiks, näiteks pöörlemisest pöörlevaks, pöörlemisest translatsiooniks jne. Kui teljed on paralleelsed, valitakse lamemehhanismi skeem. Lõikuvate või ristuvate telgede puhul tuleb kasutada ruumilist skeemi. Kinemaatilistes mehhanismides on koormused väikesed, seega saab kasutada terava otsaga tõukureid. Jõumehhanismides viiakse vastupidavuse suurendamiseks ja kulumise vähendamiseks mehhanismi ahelasse rull või suurendatakse ülemise paari kontaktpindade kõverusraadiust.
Sünteesi teine etapp on meetriline. Selles etapis määratakse kindlaks mehhanismi lülide peamised mõõtmed, mis annavad etteantud seaduse mehhanismis liikumise või antud ülekandefunktsiooni teisendamiseks. Nagu eespool märgitud, on ülekandefunktsioon mehhanismi puhtalt geomeetriline omadus ja seetõttu on meetrilise sünteesi probleem puhtalt geomeetriline probleem, mis ei sõltu ajast ega kiirusest. Peamised kriteeriumid, millest projekteerija lähtub meetrilise sünteesi ülesannete lahendamisel, on: mõõtmete ja sellest tulenevalt massi minimeerimine; rõhunurga minimeerimine teie paaris; nukkprofiili valmistatava vormi saamine.
Rulli raadiuse valik (tõukuri tööpiirkonna ümardamine)
Rulli raadiuse valimisel juhindutakse järgmistest kaalutlustest:
Rull on lihtne detail, mille töötlemine pole keeruline (treitud, seejärel kuumtöödeldud ja poleeritud). Seetõttu saab selle pinnal tagada kõrge kontaktitugevuse. Nukk tööpinna keeruka konfiguratsiooni tõttu on seda keerulisem saavutada. Seetõttu on rulliku raadius tavaliselt väiksem kui konstruktsiooniprofiili algseibi raadius ja rahuldab seost, kus on Cam teoreetilise profiili algseibi raadius. Selle suhte järgimine tagab nii nuki kui ka rulli ligikaudu võrdse kontaktitugevuse. Rull on suurema kontaktitugevusega, kuid kuna selle raadius on väiksem, siis pöörleb see suurema kiirusega ja selle pinna tööpunktid osalevad suuremas arvus kontaktides.
Nuki konstruktsiooniprofiil ei tohi olla terav või ära lõigatud. Seetõttu seatakse rulliku raadiuse valikule piirang, kus on teoreetilise nukkprofiili minimaalne kõverusraadius.
Rulli raadius on soovitatav valida vahemikus standardsest diameetrivahemikust. Sel juhul tuleb arvestada, et rulli raadiuse suurenemine suurendab tõukuri mõõtmeid ja massi, halvendab mehhanismi dünaamilisi omadusi (vähendab selle loomulikku sagedust). Rulli raadiuse vähendamine suurendab nuki mõõtmeid ja selle massi; rulli kiirus suureneb, selle vastupidavus väheneb.
3.3. Nukkmehhanismide faasid. Faasi- ja projekteerimisnurgad
Nukkmehhanismid võivad väljundlingis rakendada peaaegu igasuguse keerukusega liikumisseadusi. Kuid mis tahes liikumisseadust saab esindada järgmiste faaside kombinatsiooniga:
1. Eemaldamise faas. Väljundlüli (järgija või klahv) liigutamise protsess, kui nuki ja järgija kontaktpunkt liigub nuki pöörlemiskeskmest eemale.
2. Tagastamise faas (lähendamine). Väljundlüli liigutamine nuki ja järgija vahelise kokkupuutepunktina läheneb nuki pöörlemiskeskmele.
3. Kokkupuute faasid. Olukord, kui pöörleva nuki korral on nuki ja tõukuri kokkupuutepunkt paigal. Samal ajal eristavad nad peaaegu viibimise faas– kui kontaktpunkt on nuki keskkohale kõige lähemal, pikamaa faas– kui puutepunkt on nuki keskpunktist kõige kaugemal ja vahefaasid. Viivitusfaasid toimuvad siis, kui puutepunkt liigub piki kaamera profiili lõiku, mis on kaamera pöörlemiskeskmest tõmmatud ringikaare kujuline.
Ülaltoodud faaside klassifikatsioon viitab peamiselt positsioonimehhanismidele.
Iga tööetapp vastab oma mehhanismi faasinurgale ja nuki projekteerimisnurgale.
Faasinurk on nurk, mille kaudu nukk peab vastava tööfaasi lõpuleviimiseks pöörduma. Neid nurki tähistatakse tähega koos indeksiga, mis näitab faasi tüüpi, näiteks Y on eemaldamise faasinurk, D on kaugviivituse faasinurk, B on tagasivoolu faasinurk, B on lähiaja faasinurk.
Nuki projekteerimisnurgad määravad selle profiili. Neid tähistatakse samade indeksitega tähega . Joonisel fig. 3.2a näitab neid nurki. Need on piiratud kiirtega, mis on tõmmatud nuki pöörlemiskeskmest selle keskprofiili punktidesse, kus nukiprofiil ühest faasist teise üleminekul muutub.
Esmapilgul võib tunduda, et faasi- ja projekteerimisnurgad on võrdsed. Näitame, et see ei ole alati nii. Selleks teostame joonisel fig. 3.2b. Siin seatakse tõukuriga mehhanism, kui sellel on ekstsentrilisus, asendisse, mis vastab eemaldamisfaasi algusele; juurde- nuki ja tõukuri kokkupuutepunkt. Punkt juurde' on punkti asukoht juurde, mis vastab eemaldamisfaasi lõpule. Konstruktsioonist on näha, et selleks, et punkt juurde võttis seisukoha juurde nukk peab pöörlema läbi nurga Y, mis ei ole võrdne Y, kuid erineb nurga e võrra, mida nimetatakse ekstsentrilisuse nurgaks. Tõukuriga mehhanismide jaoks saab kirjutada järgmised seosed:
Y \u003d Y + e, B \u003d B - e,
D = D, B = B
3.4. Väljundlüli liikumisseaduse valik
Väljundlüli liikumisseaduse valimise meetod sõltub mehhanismi eesmärgist. Nagu juba märgitud, jagunevad nukkmehhanismid vastavalt nende otstarbele kahte kategooriasse: positsioonilised ja funktsionaalsed.
3.4.1. Positsioonilised mehhanismid
Selguse huvides vaatleme kahepositsioonilise mehhanismi kõige lihtsamat juhtumit, mis lihtsalt "viib" väljundlingi ühest äärmisest asendist teise ja tagasi.
Joonisel fig. 3.3 näitab liikumisseadust - sellise mehhanismi tõukuri liikumise graafikut, kui kogu tööprotsessi esindab nelja vaasi kombinatsioon: eemaldamine, kauge puhkus, tagasipöördumine ja lähipuhkus. Siin on nuki pöördenurk ja vastavad faasinurgad on tähistatud: y, d, c, b. Väljundlüli nihe on joonistatud piki ordinaattelge: nookuriga mehhanismide puhul on see - selle pöördenurk, tõukuriga mehhanismide puhul S - tõukuri nihe. 
Sel juhul seisneb liikumisseaduse valik väljundlüli liikumise olemuse määramises eemaldamise ja tagasipöördumise faasis. Joonisel fig. 3.3 nende lõikude jaoks on näidatud mingisugune kõver, kuid just see kõver tuleb määrata. Millised kriteeriumid on selle probleemi lahendamise aluseks?
Lähme vastupidiselt. Proovime teha "lihtsalt". Seadkem lineaarne nihkeseadus eemaldamise ja tagasipöördumise piirkondades. Joonisel fig. 3.4 näitab, milleni see kaasa toob. Diferentseerides funktsiooni () või S() kaks korda, saame, et teoreetiliselt lõpmatu, s.t. ettearvamatud kiirendused ja sellest tulenevalt ka inertsiaalsed koormused. Seda vastuvõetamatut nähtust nimetatakse kõvafaasi šokiks.
Selle vältimiseks tehakse liikumisseaduse valik väljundlingi kiirendusgraafiku alusel. Joonisel fig. 3.5 on näide. Arvestades kiirendusgraafiku soovitud kuju ja selle integreerimist, leitakse kiiruse ja nihke funktsioonid. 
Väljundlüli kiirenduse sõltuvus eemaldamise ja tagastamise faasis valitakse tavaliselt šokivabaks, s.o. pideva funktsioonina ilma kiirendushüpeteta. Kuid mõnikord on väikese kiirusega mehhanismide puhul mõõtmete vähendamiseks nähtus lubatud pehme löök, kui kiirendusgraafikul täheldatakse hüppeid, kuid piiratud, prognoositava summa võrra.
Joonisel fig. 3.6 esitab näiteid kõige sagedamini kasutatavatest kiirenduse muutumise seaduste tüüpidest. Funktsioonid on näidatud kustutamise faasi jaoks, need on tagastamisfaasis sarnased, kuid peegeldatud. Joonisel fig. 3.6 esitab sümmeetrilised seadused, kui 1 = 2 ja nende lõikude kõverate olemus on sama. Vajadusel rakendatakse ka asümmeetrilisi seadusi, kui 1 2 või nende lõikude kõverate olemus on erinev või mõlemad.
Konkreetse tüübi valik sõltub mehhanismi töötingimustest, näiteks seadust 3.6d kasutatakse siis, kui eemaldamise (tagasi)faasis on vaja väljundlingi konstantse kiirusega sektsiooni.
Reeglina on kiirendusseaduste funktsioonidel analüütilised avaldised, eriti 3.6, a, e - sinusoidi segmendid, 3.6, b, c, g - sirgjoonte segmendid, 3.6, e - koosinuslaine, nii et nende integreerimine kiiruse ja liikumise saavutamiseks pole keeruline. Kiirenduse amplituudi väärtused pole aga ette teada, küll aga on teada väljundlingi nihke väärtus eemaldamise ja tagasivoolu faasis. Mõelgem, kuidas leida nii kiirenduse amplituudi kui ka kõiki funktsioone, mis iseloomustavad väljundlingi liikumist.
Nuki konstantse pöörlemise nurkkiiruse korral, kui selle pöördenurk ja aeg on seotud avaldisega = t funktsioone saab arvestada nii aja kui ka pöördenurga järgi. Vaatleme neid õigeaegselt ja nookuriga mehhanismi suhtes.
Algstaadiumis määrame kiirendusgraafiku kuju normaliseeritud, st ühikulise amplituudiga funktsiooni *( t). Joonisel fig. 3.6a see on *( t) = sin(2 t/T), kus Т on aeg, mille jooksul mehhanism läbib eemaldamise või tagastamise faasi. Väljundlingi tegelik kiirendus:
2 (t) = m *(t), (3,1) 
kus m on hetkel teadmata amplituud.
Integreerides avaldise (3.1) kaks korda, saame:
Integreerimine toimub algtingimustega: eemaldamise faasi jaoks 2 ( t) = 0, 2 ( t) = 0; tagasivoolu faasi jaoks 2 ( t) = 0, 2 ( t) = m . Väljundlüli nõutav maksimaalne nihe m on teada, seega kiirenduse amplituud
Iga funktsiooni väärtus 2 ( t), 2 ( t), 2 (t) saab omistada väärtustele 2 (), 2 (), 2 (), mida kasutatakse mehhanismi projekteerimiseks, nagu allpool kirjeldatud.
Tuleb märkida, et nukkmehhanismide löökide ilmnemisel on veel üks põhjus, mis on seotud nende töö dünaamikaga. Nukk võib olla konstrueeritud ka põrutusteta selles mõttes, nagu me selle kontseptsiooni eespool kirjeldasime. Kuid suurel kiirusel saab toiteahelaga mehhanismide puhul tõukuri (kiikvarre) nukist eraldada. Mõne aja pärast taastab sulgemisjõud kontakti, kuid see taastumine toimub löögiga. Sellised nähtused võivad ilmneda näiteks siis, kui tagasivoolufaas on liiga väikeseks seatud. Seejärel osutub nukkprofiil selles faasis järsuks ja kaugviivituse faasi lõpus ei jõua sulgemisjõul aega kontakti luua ja tõukur murrab nukiprofiili kaugemal. lõppu ja võib isegi lähiotsas kohe tabada mõnda nuki punkti. Positiivsete lukustusmehhanismide korral liigub rull mööda nuki soont. Kuna rulli ja soone seinte vahel on tingimata tühimik, lööb rull töötamise ajal vastu seinu, suureneb ka nende löökide intensiivsus koos nuki pöörlemiskiirusega. Nende nähtuste uurimiseks on vaja koostada kogu mehhanismi matemaatiline mudel, kuid need küsimused jäävad sellest kursusest välja.
| " |
Nukkmehhanism- see on kõrgema kinemaatilise paariga mehhanism, millel on võime pakkuda väljundlingi katkestust ja struktuur sisaldab vähemalt ühte muutuva kõverusega tööpinnaga linki.
Nukkmehhanismid on ette nähtud juhtlüli liikumise teisendamiseks väljundlingi vajalikuks liikumiseks vastavalt etteantud seadusele.
Tüüpilise nukkmehhanismi diagrammil on konstruktsioon, mis sisaldab hammaslatti ja kahte liikuvat lüli (joonis 9.1). Samas on kahe liikuva lüliga nukkmehhanismis võimalik teostada liikumis- ja jõutegurite teisendamist mis tahes keerukuse seaduse järgi.
Riis. 9.1. Nukkmehhanismide kinemaatilised diagrammid
Nukkmehhanismide tüüpilistes diagrammides nimetatakse ajamilinki nukiks ja tõukur toimib väljundlülina (joonis 9.1, kuid)
või jalas (joon. 9.1, b).
Nukk on nukkmehhanismi lüli muutuva kumerusega tööpinnaga.
Tõukur on nukkmehhanismi väljundlüli, mis teostab translatiivseid liigutusi.
Nookur on nukkmehhanismi väljundlüli, mis teeb ainult pöörlevaid liigutusi ja millel ei ole võimalust pöörata rohkem kui 360 ° nurga all.
Nukkmehhanismides toimub liikumis- ja jõutegurite muundamine nuki tööpinna otsesel kokkupuutel väljundlingi pinnaga. Sel juhul toimub kontaktlülide liikumiskiiruste erinevuse tõttu nende kokkupuutetsoonis libisev hõõrdumine, mis põhjustab nende pindade intensiivset kulumist, aga ka kadude suurenemist, nukkmehhanismi tõhusus ja kasutusiga. Kõrgemas kinemaatilises paaris libiseva hõõrdumise asendamiseks veerehõõrdumisega sisestatakse nukkmehhanismi ahelasse täiendav lüli, mida nimetatakse rulliks. Rull moodustab väljundlüliga (joon. 9.2) 5. klassi üheliikuva kinemaatilise paari. Selle liikuvus
9. KAAMMEHANISMID
kinemaatiline paar ei mõjuta nukkmehhanismi ülekandefunktsiooni ja on lokaalne liikuvus.
Riis. 9.2. Rulliga nukkmehhanismide kinemaatilised diagrammid
Kui vooluringi sisestatakse täiendav lüli - rull -, viiakse liikumis- ja jõutegurite ümberkujundamine läbi nuki tööpinna kokkupuutel rulli pinnaga, mis suhtleb väljundlüliga. Sel juhul on nukil kahte tüüpi profiile ( joon. 9.3): konstruktiivne ja teoreetiline.
Riis. 9.3. Nukkprofiilide tüübid nukkmehhanismides
Struktuurne (töö)profiil on nuki välimine profiil. Teoreetiline (kesk)profiil on profiil, mis kirjeldab
Rulli keskpunkt puudub, kui see veereb libisemata mööda nuki konstruktsiooniprofiili.
9.1. NUKKUMEHHANISMIDE KLASSIFIKATSIOON
Nukkmehhanismid liigitatakse: 1) ametliku otstarbe järgi:
nukkmehhanismid, mis tagavad väljundlüli liikumise vastavalt etteantud liikumisseadusele;
Mehhanismide ja masinate teooria. Proc. toetust |
9. KAAMMEHANISMID
9.1.
nukkmehhanismid, mis tagavad ainult väljundlüli määratud maksimaalse nihke (tõukuri käik või nookuri pöördenurk);
2) vastavalt lülide asukohale ruumis: lamedad nukkmehhanismid ( riis. 9.1, joon. 9.2);
ruumilised nukkmehhanismid (joon. 9.4);
Riis. 9.4. Ruumiliste nukkmehhanismide skeemid
3) vastavalt nuki liikumise tüübile:
nukkmehhanismid koos nuki pöörleva liikumisega (joonis 9.2); nukkmehhanismid koos nuki translatsioonilise liikumisega (joonis 9.5); spiraalse nuki liikumisega nukkmehhanismid;
Riis. 9.5. Nukkmehhanismide skeemid nuki translatsioonilise liikumisega
4) vastavalt väljundlingi liikumise tüübile:
väljundi translatsioonilise liikumisega nukkmehhanismid
link (joon. 9.1, kuid, joon. 9.2, kuid, joon. 9.4, kuid, joon. 9.5, kuid);
väljundlingi pöörleva liikumisega nukkmehhanismid
(joon. 9.1, b, joon. 9.2, b, joon. 9.4, b, joon. 9.5, b);
5) video olemasolu skeemis:
rulliga nukkmehhanismid (joon. 9.2, joon. 9.4, joon. 9.5); nukkmehhanismid c ilma rullita (joon. 9.1);
6) kaamera tüübi järgi:
tasapinnalise nukiga nukkmehhanismid (joon. 9.1, joon. 9.2, joon.
9.5 );
silindrilise nukiga nukkmehhanismid (joon. 9.4); globoidnukiga nukkmehhanismid (joon. 9.6, kuid); sfäärilise nukiga nukkmehhanismid (joon. 9.6, b);
Mehhanismide ja masinate teooria. Proc. toetust |
9. KAAMMEHANISMID
9.1. Nukkmehhanismide klassifikatsioon
Riis. 9.6. Globoid- ja sfääriliste nukkidega nukkmehhanismide skeemid
Riis. 9.7. Deaksiaalsete nukkmehhanismide skeemid
7) vastavalt väljundlingi tööpinna kujule:
terava tööpinnaga nukkmehhanismid
jalalink (joon. 9.1, a, joon. 9.7, b, joon. 9.8, b);
väljundlüli tasase tööpinnaga nukkmehhanismid (joon. 9.7, kuid, joon. 9.8, kuid);
väljundlüli silindrilise tööpinnaga nukkmehhanismid (joonis 9.2);
väljundlüli sfäärilise tööpinnaga nukkmehhanismid (joon. 9.7, c, d, joon. 9.8, c, d);
8) nihke olemasolu tõttu:
deaksiaalsed nukkmehhanismid (joon. 9.7); aksiaalsed nukkmehhanismid (joon. 9.8).
Mehhanismide ja masinate teooria. Proc. toetust |
9. KAAMMEHANISMID
9.1. Nukkmehhanismide klassifikatsioon
Riis. 9.8. Aksiaalsete nukkmehhanismide skeemid
Deaksiaalne nukkmehhanism on nukkmehhanism, milles
väljundlüli tee telg nihutatakse nuki pöörlemiskeskme suhtes teatud määral (joon. 9.7). Nihke suurust nimetatakse ekstsentrilisuseks ehk deaksiaalseks ja seda tähistatakse e.
Aksiaalne nukkmehhanism- see on nukkmehhanism, milles väljundlüli tee telg läbib nuki pöörlemiskeskme ( joon. 9.8).
9.2. KÕRGEIMA KINEMAATILISE PAARI ELEMENTIDE SULGEMISE MEETODID
AT nukkmehhanismide liikumise ajal on võimalik olukord, mis viib liikuvate lülide kontakti katkemiseni, mis viib kõrgema kinemaatilise paari elementide avanemiseni. Kõrgema kinemaatilise paari elementide avanemine viib selle olemasolu lõppemiseni, mis kajastub lülide liikumisseaduses katkestuste kujul ja on nukkmehhanismide normaalseks tööks vastuvõetamatu. Kõrgeima kinemaatilise paari moodustavate linkide kontakti püsivuse tagamiseks kasutatakse nukkmehhanismides järgmisi sulgemisviise:
Toiteahel- nii tagatakse kõrgema kinemaatilise paari lülide kontakti püsivus, kasutades lülide raskusjõude või vedrude elastsusjõude (joonis 9.9).
AT Nukkmehhanismides, kus kõrgemat paari moodustavad lülid on jõuga suletud, toimub väljundlüli liikumine eemaldamise faasis tänu nuki kontaktpinna toimele väljundlingi, st nuki kontaktpinnale. on juhtiv lüli ja väljundlink on juhitav lüli: tõukur või klahv. Lähenemisfaasis liigub väljundlüli vedru elastsusjõu või väljundlüli gravitatsioonijõu toimel, st juhtiv lüli on väljundlüli: tõukur või klahv ja vedav lüli on nukk.
Mehhanismide ja masinate teooria. Proc. toetust |
9. KAAMMEHANISMID
9.2. Kõrgema kinemaatilise paari elementide sulgemise meetodid
Riis. 9.9. Jõulukuga nukkmehhanismide skeemid
Geomeetriline sulgemine- see on viis kõrgema kinemaatilise paari lülide kontakti püsivuse tagamiseks nuki tööpindade konfiguratsiooni abil (joonis 9.10).
Riis. 9.10. Positiivsete nukkmehhanismide skeemid
Nukkmehhanismides, kus kõrgema paari moodustavad lülid on geomeetriliselt lukustatud, toimub väljundlingi liikumine eemaldamise faasis nuki välise tööpinna löögi tõttu väljundlingi kontaktpinnale. Väljundlüli liikumine lähenemisfaasis on kaamera sisemise tööpinna löögi väljundlingi kontaktpinnale tagajärg. Mõlemas faasis toimib nukk juhtiva lülina ja väljundlüliks on käitatav lüli: tõukur või klahv.
Mehhanismide ja masinate teooria. Proc. toetust |
9. KAAMMEHANISMID
9.3. KAAMERA MEHHANISMI PEAMISED PARAMEETRID
Tüüpiliste skeemide alusel moodustatud nukkmehhanismid kuuluvad tsükloidmehhanismide hulka, mille tööperiood on võrdne 2π-ga ja mida iseloomustab väljundlingi mitme liikumise faasi olemasolu (joonis 9.11):
eemaldamise faas on nukklülide liikumise faas, liigutades väljundlüli alumisest asendist ülemisse;
ülemine seisu- või puhkefaas
ovaalsed mehhanismid, millega kaasneb seistes või seistes väljundlink ülemises asendis;
lähenemisfaas - see on nukkmehhanismide lülide liikumise faas, millega kaasneb väljundlüli liikumine ülemisest asendist alumisse;
madalam seisu- või puhkefaas on nukklülide liikumise faas
ovaalsed mehhanismid, millega kaasneb seistes või seistes väljundlink alumises asendis.
ϕy |
ϕ c.c. |
ϕс |
ϕ n.v |
|
ϕ r.x |
ϕ x.x |
|||
Riis. 9.11. Nukkmehhanismide väljundlüli liikumise faasid |
||||
Nukkmehhanismide lülide liikumise igat faasi iseloomustavad vastavad kahte tüüpi nurgad (joonis 9.12):
faasinurk ϕ on nuki pöördenurk väljundlingi liikumise teatud faasi ajal;
profiilinurk δ on voolu faasinurgale vastava teoreetilise nukkprofiili tööpunkti nurkkoordinaat.
Vastavalt faaside klassifikatsioonile jagunevad faasinurgad nelja tüüpi (joonis 9.11):
eemaldamise faasinurk ϕ y (joon. 9.12); ülemise seisva või seisva faasi nurk ϕ in. in (joon. 9.12);
Mehhanismide ja masinate teooria. Proc. toetust |
9. KAAMMEHANISMID
9.3. Nukkmehhanismi peamised parameetrid
lähenemise faasinurk ϕ koos (joon. 9.12); alumise seisva või seisva faasi nurk ϕ n.v (joonis 9.12).
Riis. 9.12. Nukkmehhanismide faasi- ja profiilinurgad
Kõigi nelja faasinurga summa moodustab tsüklilise faasinurga:
ϕ = ϕу + ϕv.v + ϕс + ϕн.v = 2 π.
Esimese kolme faasinurga summa on nukkmehhanismi töökäigu faasinurk (joonis 9.11):
ϕ r.x = ϕ y + ϕ v.v + ϕ s.
Nukkmehhanismi tühikäigu faasinurk on võrdne alumise seisu faasinurgaga (joon. 9.11), s.o.
ϕ x.x = ϕ n.v.
Nukkmehhanismide lülide liikumise igal etapil on oma profiilinurk, samuti on nurgad jagatud nelja tüüpi (joonis 9.12):
eemaldamisnurk δ y ; ülemise seisu või seismise nurk δ tolli; lähenemisnurk δ koos ;
madalama seismise või seismise nurk δ n.v.
Üldjuhul ei ole tüüpiliste nukkmehhanismide lülide vastavate liikumisfaaside faasi- ja profiilinurgad üksteisega võrdsed:
ϕ ≠ δ.
Lingide liikumise vastavate faaside faasi- ja profiilinurkade võrdsus on iseloomulik ainult alumise oleku faasile (joon. 9.12) ja ülejäänud lülide liikumise faasidele toimub see ainult tüüpiliste ilma rullita nukkmehhanismide jaoks.
Mehhanismide ja masinate teooria. Proc. toetust |
9. KAAMMEHANISMID
9.4. LAMENUKKURITE MEHHANISMIDE STRUKTUURANALÜÜS
Tüüpiliste nukkmehhanismide lülid liiguvad paralleelsetes tasapindades, seetõttu on need mehhanismid lamedad, mille liikuvus arvutatakse Tšebõševi valemiga.
Nukkmehhanismid ilma rullita (joonis 9.1 ). Mõlemat tüüpi ti-
uued nukkmehhanismid koosnevad kolmest lülist, millest nukk 1 ja tõukur või nookur 2 on liikuvad lülid ning hammas 0 on fikseeritud lüli, seega n = 2. Mehhanismi skeemil on hammaslatt kujutatud koos tõukuriga üks hingedega fikseeritud tugi ja fikseeritud liugur ning nookuriga mehhanismide skeemis - kaks hingedega fikseeritud tuge. Liikuvad lülid ja hammaslatt moodustavad kaks pöörlevat kinemaatilist paari, mille liikuvus on võrdne ühega: 0 - 1, 2 - 0 ja üks suurem kinemaatiline purje liikuvus on võrdne kahega: 1 - 2, seega p 1 = 2, p 2 = 1 .
W = 3 2 - 2 2 - 1 = 6 - 4 - 1 = 1.
Tulemus tähendab, et seda tüüpi mehhanismide lülide suhtelise asukoha ühemõtteliseks määramiseks piisab ühest üldistatud koordinaadist.
Rulliga nukkmehhanismid (joonis 9.2 ). Mõlema nukkmehhanismi skeemid koosnevad neljast lülist, millest nukk 1, tõukur või klapp 2 ja rull 3 on liikuvad lülid ning hammas 0 on fikseeritud lüli, seega n = 3. Rack on esitatud mehhanismi skeemil tõukuriga ühehingedega fikseeritudtugi ja fikseeritud liugur ning klahvvarrega mehhanismide skeemis - kakshingedega fikseeritudtoetab. Liikuvad lülid ja hammaslatt moodustavad kolm pöörlevat kinemaatikapaari, mille liikuvus on võrdne ühega: 0 - 1, 2 - 3, 3 - 0 ja ühe kõrgema kinemaatilise paari, mille liikuvus on võrdne kahega: 1 - 3, seega p1 = 2, p2 = 1.
Asendades saadud andmed struktuurivalemisse, saame
W = 3 3 - 2 3 - 1 = 9 - 6 - 1 = 2.
Arvutamine Tšebõševi valemi järgi tüüpiliste rulliga nukkmehhanismide jaoks näitab, et liikuvus on võrdne kahega. Tulemus näitab struktuursete defektide olemasolu tüüpiliste rullikuga nukkmehhanismide skeemides, mis näitab kahte tüüpi liikuvuse olemasolu erinevatel funktsionaalsetel eesmärkidel. Tüüpilise ühe ajamilüliga tasapinnalise nukkmehhanismi liikuvus, mis moodustab ühega võrdse liikuvusega primaarse mehhanismi, on võrdne ühega, seetõttu arvestatakse teise liikuvusühikuga lokaalne liikuvus, mille moodustab väljundiga rull. link:
W = 2 = W 0 + W ì = 1 + 1,
kus W 0 , W m - vastavalt nukkmehhanismi peamine (arvutatud) ja kohalik liikuvus.
Mehhanismide ja masinate teooria. Proc. toetust |
9. KAAMMEHANISMID
9.5. KINEMATILINE ANALÜÜS LAMEKAAMMEHANISMIDE
Tüüpiliste nukkmehhanismide kinemaatilise analüüsi tegemiseks on vaja teada kõigi selle lülide põhimõõtmeid või väljundlüli liikumisseadust.
Üldjuhul on tüüpiliste nukkmehhanismide kinemaatilise analüüsi eesmärk antud mehhanismi skeemiga määrata väljundlingi liikumisseadus ja kõigi lülide teadaolevate põhimõõtmete korral määrata väljundi liikumisseadus. link.
Väljundlüli liikumisseadus määratakse nuki pöördenurga funktsioonina, võttes aluseks nukkmehhanismi konstruktsiooniomadused ja määratud parameetrid:
S = f(ϕ),
kus ϕ on nuki pöördenurk.
Seda funktsionaalset sõltuvust saab saada analüütilise või graafikanalüütilise meetodi abil. Analüütiline meetod, nagu ka teist tüüpi mehhanismide analüüs, võimaldab saada täpsemaid andmeid, kuid graafilis-analüütiline meetod on lihtsam ja annab selge tulemuse, mis tõi kaasa selle laialdase kasutamise inseneriarvutustes, et saada esmane idee. nukkmehhanismide kinemaatiliste parameetrite muutuste väärtused ja mustrid etteantud tingimustel.
Graafikanalüütiline meetod kinemaatilist analüüsi saab läbi viia kahe meetodi abil: kinemaatikadiagrammide meetod või kinemaatikaplaanide meetod. Tüüpiliste nukkmehhanismide analüüsimisel rakendatud plaanide meetod põhineb asendusmehhanismide kasutamisel.
Asendusmehhanism- see on mehhanism, mille struktuur sisaldab ainult madalamaid kinemaatilisi paare, millel on juhtlüli teatud asendites samad nihked, kiirused ja kiirendused väljundlingi jaoks kui vastaval mehhanismil kõrgema paariga.
Asendusmehhanismi skeemi valikul pööratakse põhitähelepanu nukkmehhanismide veo- ja väljundlülide liikumisseaduste säilimisele ning nende lülide telgede omavahelisele paigutusele. Iga kõrgem kinemaatiline paar asendatakse kahe madalama paariga, mis toob kaasa fiktiivse lüli 3 ilmumise asendusmehhanismi struktuuris.. Lähtuvalt eelnevast, võttes arvesse väljundlingi poolt sooritatava liikumise tüüpi, nukkmehhanismid diagrammid asendatakse tüüpilise kangmehhanismi vastava skeemiga.
Tüüpiliste kangimehhanismide kinemaatilist analüüsi on käsitletud eespool (vt 2. peatükk).
Enamasti on tüüpilise nukkmehhanismi väljundlüli liikumisseadus antud teekonna teise tuletise abil pöördenurga või aja suhtes (kiirendusmaks). Sel juhul kasutatakse väljundlingi liikumisseaduse otseseks saamiseks kinemaatiliste diagrammide meetodit (joonis 9.13).
Mehhanismide ja masinate teooria. Proc. toetust |
9. KAAMMEHANISMID
9.5. Tasapinnaliste nukkmehhanismide kinemaatiline analüüs
d 2 S |
F(ϕ) |
||||
dϕ 2 |
|||||
dϕ 2 |
|||||
F(ϕ) |
|||||
S = f(ϕ)
2 π ϕ
Riis. 9.13. Nukkmehhanismide kinemaatiline analüüs diagrammide meetodil
Liikumisseaduse määramise protsess viiakse läbi järgmises järjestuses.
Esiteks, etteantud tingimuste põhjal, analoogi diagramm
integreerides kiirenduse analoogi diagrammi, moodustage kõigepealt diagramm
mu analoogkiirus |
(ϕ) (joonis 9.14, b), siis, kasutades graafikat |
|||
diagrammi integreerimine |
kiiruse analoog, hankige teediagramm |
|||
s \u003d f (ϕ) (joonis 9.13, c). |
||||
Kinemaatiline analüüs võimaldab saada vajalikke andmeid nukkmehhanismide meetrilise sünteesi etapile üleminekuks.
9.6. LAMENUKKARMEHHANISMIDE SÜNTEES
Peamised kriteeriumid, millest juhindutakse nukkmehhanismide sünteesiprobleemide lahendamisel, on: üld- ja massiomaduste ning rõhunurkade väärtuste minimeerimine, samuti nuki konstruktsiooniprofiili valmistatavuse tagamine.
Mis tahes nukkmehhanismi süntees viiakse läbi kahes etapis: struktuurne süntees ja meetriline süntees.
Struktuurisünteesi etapis koostatakse nukkmehhanismi struktuurskeem, st lülide arv on põhjendatud
Mehhanismide ja masinate teooria. Proc. toetust |
9. KAAMMEHANISMID
9.6. Lamedate nukkmehhanismide süntees
mobiililingid ja nende poolt sooritatavad liikumisviisid; riiulielementide arv ja tüüp; kinemaatikapaaride arv, klass ja liikuvus, kinemaatikaahelate arv ja tüüp. Lisaks on põhjendatud iga üleliigse ühenduse ja kohaliku mobiilsuse lisamine nukkmehhanismi struktuuri. Määravad tingimused plokkskeemi valikul on: etteantud sisend- ja väljundlinkide liikumise teisenemise seadused ning nende linkide telgede suhteline asend. Kui sisend- ja väljundlülide teljed on paralleelsed, valitakse mehhanismi tasane skeem. Lõikuvate või ristuvate telgede puhul tuleb kasutada ruumilist skeemi. Väikeste jõutegurite mõjul töötavates nukkmehhanismides kasutatakse terava tööpinnaga väljundlüli. Suurte jõutegurite toimel töötavates nukkmehhanismides viiakse vastupidavuse suurendamiseks ja kulumise vähendamiseks konstruktsiooni sisse rull või suurendatakse lülide kontaktpindade vähendatud kõverusraadiust.
Meetrilise sünteesi etapis määratakse nukkmehhanismi lülide peamised mõõtmed ja nukkprofiilide tööpindade konfiguratsioon, mis tagab kindlaksmääratud liikumisseaduste ja ülekandefunktsiooni rakendamise või maksimaalse nihke. väljundlink.
9.7. VÄLJANDUSLINGI LIIKUMISSEADUSED
Kui nukkmehhanismi meetrilise sünteesi lähteülesandes ei ole väljundlingi liikumisseadust täpsustatud, tuleb see iseseisvalt valida tüüpiliste liikumisseaduste hulgast, mis jagunevad kolme rühma:
rõhuta seadused (joon. 9.14); tugevate löökidega seadused (joon. 9.15); pehmete löökidega seadused (joon. 9.16).
Väljundlülide põrutusteta liikumisseaduste peamised esindajad on: sinusoidsed (joon. 9.14, a) ja trapetsikujulised liikumisseadused (joon. 9.14, b). Mõlemad seadused tagavad mehhanismi tõrgeteta toimimise, kuid neil on märkimisväärne puudus, mis väljendub väljundlingi nihke aeglases suurenemises, millega kaasnevad suured kiirenduse väärtused.
Mehhanismide ja masinate teooria. Proc. toetust |
9. KAAMMEHANISMID
dϕ 2 |
|
d 2 S |
|
dϕ 2 |
|
Riis. 9.14. Nukkmehhanismi väljundlüli pingestamata liikumisseadused
Nukkmehhanismide lülide poolt jõutegurite tajumise seisukohalt on eelistatavad väljundlülide pingestamata liikumisseadused. Põrutusteta liikumisseaduste kohaselt rakendatud nukkidel on keerukama konfiguratsiooniga konstruktsiooniprofiilid, mille valmistamine on tehnoloogiliselt keeruline, kuna see nõuab ülitäpsete seadmete kasutamist, mistõttu on nende valmistamine palju kallim. Väljundlülide põrutusteta seadustega nukkmehhanisme tuleks kasutada suurel kiirusel ning rangete täpsuse ja vastupidavuse nõuete korral.
dϕ 2 |
||||
d 2 S |
|
dϕ 2 |
|
Riis. 9.15. Nukkmehhanismi väljundlüli liikumise seadused tugevate löökidega
Mehhanismide ja masinate teooria. Proc. toetust |
9. KAAMMEHANISMID |
|||
9.7. Väljundlüli liikumisseadused |
|||
dϕ 2 |
dϕ 2 |
||
d 2 S |
d 2 S |
||
dϕ 2 |
dϕ 2 |
||
Riis. 9.16. Nukkmehhanismi väljundlüli liikumisseadused |
|||
pehmete löökidega |
|||
Tugeva löökidega väljundlülide liikumisseaduste peamised esindajad on: lineaarne (joon. 9.15, a) ja lineaarne üleminekukõveratega (joonis 9.15, b). Tugevate löökidega seadusi iseloomustab eemaldamise ja lähenemise faaside alguses ja lõpus punktide olemasolu, mille kiirendusväärtused on teoreetiliselt võrdsed lõpmatusega, mis põhjustab inertsijõudude tekkimist nukkmehhanismi lülide kontakttsoonis. , võrdne ka lõpmatusega. See nähtus näitab kontaktlülide tööpindade kokkupõrget. Tugeva löögi seadused on piiratud kohaldamisalaga ja neid kasutatakse mittekriitilistes mehhanismides, mis töötavad madalatel kiirustel ja väikese vastupidavusega.
Nukkmehhanismi kvaliteedinäitajate tagamiseks on eelistatuim pehmete löökidega väljundlülide liikumisseadused. Sarnaste seaduste hulka kuuluvad: ühtlaselt kiirenev (joonis 9.16, a), koosinus (joonis 9.16, b), lineaarselt kahanev (joonis 9.16, c) ja lineaarselt kasvav (joonis 9.16, d).
Pehmete löökide seadused võimaldavad nukkmehhanismi kontaktlülide tööpindade kokkupõrkeid, mis tekivad siis, kui kontaktpunktide kiirendusväärtused muutuvad hetkeks lõplikuks.
Mehhanismide ja masinate teooria. Proc. toetust |
9. KAAMMEHANISMID
9.7. Väljundlüli liikumisseadused
suurus. Pehmed löögid on vähem ohtlikud. Nende seaduste rakendamine toimub mehhanismides, mis töötavad madalatel kiirustel ja suure vastupidavusega.
Tegelikult on kõige levinumad kombineeritud seadused, st liikumisseadused, mille moodustavad sama tüüpi funktsioonid või erinevate rühmade funktsioonid.
9.8. ORIGINAALNUKU KONTUURI RAADIUSE MÄÄRAMINE
Nukkmehhanismi üldmõõtmed määratakse algse nukikontuuri parameetrite järgi. Nuki pöörlemiskeskme asend on joondatud algse kontuuri geomeetrilise keskpunktiga ja peab vastama järgmisele tingimusele: survenurga praegune väärtus nuki konstruktsiooniprofiili üheski punktis ei tohi ületada lubatud väärtust. . Kui nukk on tasane ja pöörleb, on selle esialgne kontuur ring. Sel juhul taandub algse kontuuri otsimise protsess selle raadiuse määramisele.
Enamasti pöörleb nukk ainult ühes suunas, kuid remonti tehes on vaja, et oleks võimalik nuka liikumist tagurpidi pöörata. Liikumissuuna muutumisel on eemaldamise ja lähenemise faasid vastupidised. Määrata lubatavate lahenduste pindala, st pöörlemiskeskme võimaliku asukoha pindala
nukk, koostatakse diagramm S = f d dS ϕ . Graafiliselt kehtivate vahemik
Lahendused määratakse saadud kõverale kaldenurkade all joonistatud puutujate perekonnaga koos lubatud rõhunurga vastavate väärtustega (joonis 9.17, joonis 9.18).
Nuki pöörlemiskeskme valik tehakse ainult teostatavate lahenduste piires. Sel juhul tuleb tagada nukkmehhanismi väikseimad üldmõõtmed. Algkontuuri minimaalne raadius R min saadakse punkti O võimalike lahenduste piirkonna tipu ühendamisel koordinaatsüsteemi punktiga 0, st R 0 = R min
(joon. 9.17, joon. 9.18).
Tõukuriga aksiaalsete nukkmehhanismide algkontuuri raadius, kui eemaldamise ja lähenemise faasinurgad on võrdsed (joonis 9.17, kuid) vastab minimaalsele raadiusele, st R 0 \u003d R min. Aksiaalsete nukkmehhanismide algkontuuri raadiuse määramine eemaldamise ja lähenemise faasinurkade ebavõrdsusega tõukuriga (joonis 9.17, b) toimub punkti 0 koordinaatsüsteemi lähtepunkti ühendamisel punktiga O 1, mis asub lubatud lahenduste piirkonnas ja mis on tee telje lõikepunkt ühe puutujaga, st R 0 = R 1 .
Mehhanismide ja masinate teooria. Proc. toetust |
9. KAAMMEHANISMID
9.8.
Rmin |
|||||
Rmin |
|||||
Riis. 9.17. Skeemid tõukuriga nukkmehhanismide algkontuuri raadiuse määramiseks
Deaksiaalsete nukkmehhanismide algkontuuri raadiuse määramiseks tõukuriga on vaja tõmmata kaks sirget paralleelselt trajektoori teljega S, mis on trajektoori telje suhtes nihutatud ekstsentrilisuse väärtusega võrdelise summa võrra (joonis 9.17). . Puutujate ristumiskohas, mis piirab teostatavate lahenduste pindala, nende sirgjoontega leiame punktid O 2 ja O 3 . Ühendame punktid O 2 ja O 3 koordinaatsüsteemi alguspunkti keskpunktiga punktis 0. Saadud raadiused R 2 ja R 3 on veidi suuremad kui algse kontuuri R min minimaalne raadius.
Tõukuriga deaksiaalsete nukkmehhanismide puhul, kui eemaldamise ja lähenemise faasinurgad on võrdsed (joonis 9.17, a), on raadiused R 2 ja R 3 võrdsed. Sel juhul võetakse esialgse kontuuri raadiuseks ekstsentrilisuse määratud asukohale vastav raadius (paremale või vasakule). Tõukuriga deaksiaalsete nukkmehhanismide puhul, kui eemaldamise ja lähenemise faasinurgad ei ole võrdsed (joonis 9.17, b), ei ole raadiused R 2 ja R 3 suurusjärgus võrdsed. Sel juhul võetakse algse kontuuri raadiuseks väiksema väärtusega raadius. AT
täpsemalt R2 > R3, st R0 = R3.
Nukkmehhanismides, millel on nookur antud keskkauguse a w korral, leiame punktide O 4 ja O 5 asukohad kaare raadiusega R \u003d a w, mis on tõmmatud punktist E puutujatega (joonis 9.18, a). Ühendades punktid O 4 ja O 5 lähtepunktiga 0, saame raadiused R 4 ja R 5 . Väiksema väärtusega raadius võetakse algkontuuri raadiuseks. Täpsemalt, R4 > R5, st R0 = R4.
Mehhanismide ja masinate teooria. Proc. toetust |
9. KAAMMEHANISMID
9.8. Nuki algkontuuri raadiuse määramine
Rmin |
Rmin |
||||||
Riis. 9.18. Algkontuuri raadiuse määramise skeemid |
|||||||
nukkmehhanismid koos klapihoovaga |
|||||||
Nukkmehhanismide algkontuuri raadiuse määramiseks nookurvarrega etteantud nurga ϕ 0 all, leiame punktide O 6 ja O 7 asukohad läbi punkti E nurga all tõmmatud sirge ristumiskohas. ϕ 0 joonistatud alates
kiiruse dS analoogi teljed dS ϕ puutujatega (joon. 9.18, b). Ühendades punktid O 6 ja
O 7 lähtepunktiga 0 saame raadiused R 6 ja R 7 . Väiksema väärtusega raadius võetakse algkontuuri raadiuseks. Täpsemalt, R6 > R7, st R0 = R7.
9.9. VALI RAADIUSRULL
Rulli raadiuse valimisel juhindutakse järgmistest sätetest:
1. Rull on lihtne detail, mille valmistamisprotsess pole keeruline. Seetõttu saab selle tööpinnal tagada kõrge kontaktitugevuse. Nuki jaoks on tööpinna keeruka konfiguratsiooni tõttu kõrge kontaktitugevuse tagamine väga keeruline. Nuki ja rulli tööpindade kokkupuutetugevuste piisava suhte tagamiseks võetakse rulliku rrulli raadiuse valimisel arvesse järgmist tingimust:
r rull \u003d 0,4 R 0,
kus R 0 on algse nukikontuuri raadius.
Selle suhte täitmine tagab nuki ja rulli tööpindade kontaktitugevuste ligikaudse võrdsuse. Raadius ro-
Mehhanismide ja masinate teooria. Proc. toetust |
9. KAAMMEHANISMID
9.9. Rulli raadiuse valik
Nukk on palju väiksem kui algse nuki kontuuri raadius, seetõttu pöörleb rull suurema nurkkiirusega ja selle tööpinna punktid satuvad palju suuremasse kontakti hulka, mis põhjustab kontaktpindade ebaühtlast kulumist. nukk ja rull. Nuki ja rulli tööpindade ühtlase kulumise tagamiseks peab rulli pind olema suurema kontaktitugevusega.
2. Nuki konstruktiivne (töö)profiil ei tohi olla terav või ära lõigatud (joon. 9.19, kuid). Seetõttu on rulli raadiuse valikule kehtestatud piirang:
r rull = 0,7 ρ min,
kus ρ min on teoreetilise nukkprofiili minimaalne kõverusraadius.
Terav või lõigatud nukkprofiil (joonis 9.19, b) ei lase rullil üle oma ülaosa veereda, mis võib kahjustada mõlema lüli tööpindu ja kaotada nukkmehhanismi jõudlust.
3. Rulli raadiuse väärtus valitakse naturaalsete täisarvude standardvahemikust järgmises vahemikus:
r rull \u003d (0,35–0,45) R 0.
Rulli raadiuse valimisel tuleb lisaks arvestada järgmiste punktidega: rulli raadiuse väärtuse suurenemine toob kaasa väljundlüli mõõtmete ja massi suurenemise, mis halvendab nukkmehhanismi dünaamilisi omadusi ja vähendab nurka. rulli kiirus. Rulli raadiuse väärtuse vähenemine toob kaasa nuki mõõtmete ja selle massi suurenemise, mis põhjustab rulli nurkkiiruse suurenemise ning nukkmehhanismi kandevõime ja tööea vähenemise.
ρmin
Riis. 9.19. Kaamera konstruktiivse profiili ülaosa moodustamise skeem
Mehhanismide ja masinate teooria. Proc. toetust |
9. KAAMMEHANISMID
9.9. Rulli raadiuse valik
AT Mõnel juhul on täiendava lingi (rulli) lisamine nukkmehhanismi konstruktsiooni mitmel põhjusel võimatu. Sel juhul puudub lokaalne liikuvus, mis asendaks libisemishõõrdumise veerehõõrdumisega ning väljundlingil on ette nähtud väga väike kõvera pinnaga tööala. Kumera lõigu punktid libisevad mööda nuki tööpinda, st väljundlüli pinna kulumine on intensiivsem. Kulumise vähendamiseks on väljundlüli tööosa ümardatud. Ümardamisraadiuse suurenemine ei põhjusta väljundlüli mõõtmete ja massi suurenemist, küll aga toob kaasa nuki konstruktsiooniprofiili mõõtmete vähenemise. Sellest lähtuvalt võib väljundlingi tööpinna kõverusraadiuse võtta üsna suure väärtusega.
9.10. LAME PÖÖRDLIIKUMISNUKKIDE PROFIILIDE SÜNTEES
Deaksiaalsed nukkmehhanismid tõukuriga . Profi ehitamine
cam lei viiakse läbi järgmises järjestuses (joonis 9.20):
1. μl.
3. Valitud punktist Umbes pikkuste mõõtkavas tõmmatakse kontsentrilised ringid raadiustega R 0 ja e.
4. Raadiusega ringile e ristumiskohale koos tõmmatakse puutuja
ring R 0 , on saadud lõikepunktiks tee telje S alguspunkt.
7. Igast jagamispunktist tõmmatakse raadiusega ringile puutujad e.
Mehhanismide ja masinate teooria. Proc. toetust |
9. KAAMMEHANISMID
9.10.
Riis. 9.20. Deaksiaalse nukkmehhanismi süntees tõukuriga
8. Punktist O, mis on raadiusega R 0 ringjoone keskpunkt, joonistame ringid, mille raadiused on võrdsed R 0 ja tõukuri vastava nihke summaga, kuni see lõikub raadiusega e ringjoone puutujatega.
Tõukuri ja rulliga deaksiaalsete nukkmehhanismide sünteesiks on vaja lisaks teha järgmist:
10. r rull.
Aksiaalsed nukkmehhanismid tõukuriga . Profi ehitamine
cam lei viiakse läbi järgmises järjestuses (joonis 9.21):
1. Määratakse pikkuse skaala tegurμl.
2. Vabas ruumis valitakse suvaline punkt O, mis on algse nukikontuuri keskpunkt.
3. Valitud punktist Umbes pikkuste mõõtkavas joonistatakse ring raadiusega R 0.
Mehhanismide ja masinate teooria. Proc. toetust |
9. KAAMMEHANISMID
9.10. Lamedate pöörlevate nukkide profiilide süntees
Tööprofiil
Teoreetiline profiil
Riis. 9.21. Tõukuriga aksiaalse nukkmehhanismi süntees
4. Teekonna S telg on joondatud ringjoone vertikaalse sümmeetriateljega
sti raadiusega R 0 . Teekonna telje S ja raadiusega R 0 ristumiskohas saame lähtepunktiks 0.
5. Algusest raadiusega ringil R 0 vända pöörlemissuunas on kantud faasinurgad ja tee teljel skaalas
koefitsient μ l − tõukuri nihe.
6. Algkontuuri kaared, mis vastavad eemaldamise faasinurkadele
ja lähenemist, jagame võrdseteks osadeks, mille arv võrdub eemaldamise ja lähenemise faasides sisalduvate punktide arvuga. Saadud punktid ühendame punktiga Umbes, mis on nuki pöörlemiskeskus.
7. Punktist O, mis on R 0 raadiusega ringi keskpunkt, joonistame ringid, mille raadius on võrdne R 0 summaga ja vastava re-
tõukuri nihkumine punkti O ühendavate sirgjoonte ristumiskohani
Koos jaotuspunktid.
8. Saadud punktid ühendatakse sujuva kõveraga, moodustades teoreetilise nukkprofiili, mis selles etapis ühtib tööprofiiliga.
Tõukuri ja rulliga aksiaalsete nukkmehhanismide sünteesiks on vaja lisaks teha järgmist:
9. Antud tingimuste alusel määratakse rulli raadius r rulli .
Mehhanismide ja masinate teooria. Proc. toetust |
9. KAAMMEHANISMID
9.10. Lamedate pöörlevate nukkide profiilide süntees
10. Teoreetilise nukkprofiili meelevaldselt valitud punktidest
joonistame ringid raadiusega rull, simuleerides rulli asendit nukkmehhanismi ahela osana.
11. Olles joonestanud mähiskõvera rulli kõigi asendite suhtes, saame nuki tööprofiili.
Nukkmehhanismid koos klapihoovaga. Nukkprofiilide ehitamine toimub järgmises järjestuses ( riis. 9.22):
1. Määratakse pikkuse skaala tegurμl.
2. Vabas ruumis valitakse suvaline punkt O, mis on algse nukikontuuri keskpunkt.
3. Algkontuuri raadiuse määramise skeemist sõltuvalt
antud tingimustest kanname üle kolmnurgad 0EO 4 (joon. 9.18, kuid) või 0EO 7
(Joon. 9.18, b).
4. Punktist E raadiusega R = 0E tõmbame teljele vastava kaare
tee S.
5. Algusest raadiusega ringil R 0 vända pöörlemissuunas on kantud faasinurgad ja tee teljel skaalas
koefitsient μ l - klapi nihe.
6. Algkontuuri kaared, mis vastavad eemaldamise faasinurkadele
ja lähenemist, jagame võrdseteks osadeks, mille arv võrdub eemaldamise ja lähenemise faasides sisalduvate punktide arvuga. Saadud punktid ühendame punktiga Umbes, mis on nuki pöörlemiskeskus.
7. Punktist O, mis on raadiusega R 0 ringjoone keskpunkt, joonistame ringid, mille raadiused on võrdsed R 0 ja tõukuri vastava nihke summaga, kuni need ristuvad sirgetega, mis ühendavad punkti O jagamispunktidega.
8. Saadud punktid ühendatakse sujuva kõveraga, moodustades teoreetilise nukkprofiili, mis selles etapis ühtib tööprofiiliga.
Mehhanismide ja masinate teooria. Proc. toetust |
9. KAAMMEHANISMID
9.10. Lamedate pöörlevate nukkide profiilide süntees
Riis. 9.22. Nukkmehhanismi süntees koos nookuriga
Nookuri ja rulliga nukkmehhanismide sünteesiks on vaja lisaks teha järgmist:
9. Antud tingimuste alusel määratakse rulli raadius r rulli .
10. Teoreetilise nukkprofiili meelevaldselt valitud punktidest
joonistame ringid raadiusega rull, simuleerides rulli asendit nukkmehhanismi ahela osana.
11. Olles joonestanud mähiskõvera rulli kõigi asendite suhtes, saame nuki tööprofiili.
Mehhanismide ja masinate teooria. Proc. toetust |
