- •МЕХАНИКА МАШИН
- •1.1. Структура машинного агрегата
- •1.4. Управление движением машинного агрегата
- •СТРОЕНИЕ МЕХАНИЗМОВ
- •2.1. Основные определения
- •2.2. Кинематические пары и соединения
- •2.5. Структурный синтез механизмов
- •2.6. Классификация механизмов
- •КИНЕМАТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МЕХАНИЗМОВ
- •3.1. Основные понятия
- •tgfa
- •3.6. Примеры графического исследования механизмов
- •pc = fivVB\ Р'Ь" = цайв', Ь"Ь'= цаагВ-
- •3.7. Кинематические характеристики плоских механизмов с высшими парами
- •3.8. Кинематические характеристики пространственных механизмов
- •3.9. Метод преобразования декартовых прямоугольных координат
- •4.1. Динамическая модель машинного агрегата
- •4.2. Приведение сил
- •4.3. Приведение масс
- •4.8. Неравномерность движения механизма
- •JTnp,
- •4.10. Динамический анализ и синтез с учетом влияния скорости на действующие силы
- •5.1. Динамическая модель машинного агрегата
- •5.2. Установившееся движение машинного агрегата
- •5.3. Исследование влияния упругости звеньев
- •СИЛОВОЙ РАСЧЕТ МЕХАНИЗМОВ
- •6.1. Основные положения
- •6.4. Силовой расчет механизма с учетом трения
- •6.5. Потери энергии на трение. Механический коэффициент полезного действия
- •ВИБРОАКТИВНОСТЬ И ВИБРОЗАЩИТА МАШИН
- •7.1. Источники колебаний и объекты виброзащиты
- •7.3. Анализ действия вибраций
- •7.6. Статическая и динамическая балансировка изготовленных роторов
- •Щ = у/g sina/<5CT,
- •7.8. Демпфирование колебаний. Диссипативные характеристики механических систем
- •7.9. Динамическое гашение колебаний
- •тт(р - рт) = mjyE.
- •7.11. Ударные гасители колебаний
- •7.12. Основные схемы активных виброзащитных систем
- •ТРЕНИЕ И ИЗНОС ЭЛЕМЕНТОВ КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПАР МЕХАНИЗМОВ И МАШИН
- •8.1. Виды и характеристики внешнего трения
- •8.2. Основные понятия и определения, используемые в триботехнике
- •8.3. Механика контакта и основные закономерности изнашивания
- •8.4. Методика расчета износа элементов кинематических пар
- •МЕТОДЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СХЕМ ОСНОВНЫХ ВИДОВ МЕХАНИЗМОВ
- •МЕТОДЫ СИНТЕЗА МЕХАНИЗМОВ С ВЫСШИМИ ПАРАМИ
- •9.1. Основные понятия и определения
- •9.2. Основная теорема зацепления
- •9.3. Скорость скольжения сопряженных профилей
- •9.4. Угол давления при передаче движения высшей парой
- •9.5. Графические методы синтеза сопряженных профилей
- •9.7. Производящие поверхности
- •МЕХАНИЗМЫ ПРИВОДОВ МАШИН
- •10.1. Основные понятия и определения
- •10.2. Строение и классификация зубчатых механизмов
- •10.4. Планетарные зубчатые механизмы
- •ЦИЛИНДРИЧЕСКАЯ ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА
- •11.2. Эвольвента, ее свойства и уравнение
- •11.3. Эвольвентное прямозубое колесо
- •11.4. Эвольвентная прямозубая рейка
- •11.5. Эвольвентное зацепление
- •11.8. Подрезание и заострение зуба
- •11.9. Эвольвентная зубчатая передача
- •11.10. Качественные показатели зубчатой передачи
- •11.11. Цилиндрическая передача, составленная из колес с косыми зубьями.
- •11.12. Особенности точечного круговинтового зацепления Новикова
- •ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ
- •12.1. Коническая зубчатая передача
- •МЕХАНИЗМЫ С НИЗШИМИ ПАРАМИ
- •13.1. Основные этапы синтеза
- •13.4. Синтез четырехзвенных механизмов по двум положениям звеньев
- •13.5. Синтез четырехзвенных механизмов по трем положениям звеньев
- •13.6. Синтез механизмов по средней скорости звена и по коэффициенту изменения средней скорости выходного звена
- •tijivu) < [tfj]-
- •КУЛАЧКОВЫЕ МЕХАНИЗМЫ
- •14.1. Виды кулачковых механизмов и их особенности
- •14.2. Закон перемещения толкателя и его выбор
- •sinx4
- •sinx2 = [(*2 “ Vj3)/f34]sm03;
- •14.5. Определение габаритных размеров кулачка по условию выпуклости профиля
- •14.6. Определение координат профиля дисковых кулачков
- •14.7. Механизмы с цилиндрическими кулачками
- •МЕХАНИЗМЫ С ПРЕРЫВИСТЫМ ДВИЖЕНИЕМ ВЫХОДНОГО ЗВЕНА
- •15.1. Зубчатые и храповые механизмы
- •15.2. Мальтийские механизмы
- •15.3. Рычажные механизмы с квазиостановками
- •УПРАВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЕМ СИСТЕМЫ МЕХАНИЗМОВ
- •16.2. Циклограмма системы механизмов
- •МАНИПУЛЯЦИОННЫЕ МЕХАНИЗМЫ
- •17.3. Задачи о положениях манипуляторов
- •17.4. Задачи уравновешивания и динамики
- •Glos
/4 — ^/J + (/3 + h)^ ~ 2/х(/з + h) sin 1?доп*
Данный вариант кинематической схемы целесообразен для случая, когда нужно преодолевать большую нагрузку на ведомом звене в начале движения, поскольку угол давления = ^доп, в результате чего увеличивается момент дви жущей силы F[2 относительно оси А и уменьшаются потери
на трение в кинематических парах.
Кинематические пары следует подобрать так, чтобы меха низм был статически определимым, или же, если это затруд нительно, свести к минимуму число избыточных связей. В данном случае механизм будет статически определимым (без избыточных связей), если пара А вращательная, пары В и С сферические, пара поршень-цилиндр цилиндрическая. То гда, учитывая, что число степеней свободы механизма W = = WQ + Wм = 1 + 2 = 3 (две местные подвижности — незави симые вращения поршня со штоком и цилиндра относительно своих осей), по формуле Малышева получим q = 0.
13.5. Синтез четырехзвенных механизмов по трем положениям звеньев
Шарнирный четырехзвенник. Пусть заданы длина стойки /4 , угловые координаты входного звена 1 в трех положе ниях р = <pi, рз и соответствующие угловые координаты выходного звена 3: 7 = 7 1 , 7 2 , 73 (рис. 13.6, а).
Требуется найти длины звеньев /1 , /2, /3.
Рассмотрим векторный контур ABCDA , для которого в любом положении механизма 7i + \ = h + h •Проецируя этот контур на координатные оси х и у, имеем
/1 |
cos <р+ /2 cos в = |
/4 + /3 cos 7 ; |
(13.6) |
/1 |
s in v? + /2 s in в = |
/3 s in 7 . |
(13.7) |
Исключим угол 0, решив уравнения (13.6) и (13-7) относи тельно слагаемых, содержащих в, возведя полученные равен ства в квадрат и сложив их:
/^ = /^ + ^ + /2 + 2 /3/4 cos 7 - 2 /1/4 cos Ч>- 2 /1/3 cos(v? - 7 ).
в
Рис. 13.6
После деления на 2 /3/4 и замены текущих значений углов <р
и 7 на заданные щ и 71 |
(г = |
1 , 2 , 3) получим систему |
трех |
|||||||
линейных уравнений: |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
h |
, |
s |
h |
|
l2 - |
ll - |
ll - ll |
,-, |
|
|
T |
cos(<pi - |
7,) + |
— cosifii + -------— |
-------- = cos7 |
|
|||||
/4 |
|
|
/3 |
|
|
^‘34 |
|
|
|
|
или |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P i cos(v?i - 7 ,) + P2 cos (fii + P3 = cos 7 i, |
|
г = 1 ... 3, |
|
(13.8) |
||||||
где неизвестными являются безразмерные параметры |
|
|
||||||||
|
*1. |
|
h . |
_ |
^2 |
^1 |
^3 |
^4* |
|
(13.9) |
|
pi = |
Р2 = |
|
рз = |
|
2 /3/4 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|||||
Из системы |
(13.8) находим p i, |
рг, Рз, |
а затем, согласно |
|||||||
(13.9), находим искомые длины звеньев по формулам |
|
|
/1 = Р1 /4 ; /3 = /1 /р г; h = \ J ^ h h p z + 1\ + /3 + l\-
Задачу синтеза шарнирного четырехзвенника по трем по ложениям выходного звена и соответствующим углам поворо-
та входного звена решают методом обращения движения. В этом случае заданы длины звеньев /4 , /3 , координаты выход ного звена 3 в трех положениях 7 ь 72> 7 з и углы поворота входного звена ((р2 —</?i) и (<£>3 —ipi). Требуется найти дли ны звеньев /1 , /2 и начальную угловую координату (в положе нии 1) (pi.
Положение шарнира В по заданным условиям находят пу тем сообщения всему механизму относительно центра А угло вой скорости (—^ 1 ). В результате звено АВ в системе коорди нат Аху станет неподвижным, а вместо него в противополож ном направлении будет вращаться стойка AD\ (рис. 13.6,6). Для положений 2 и 3 механизма угловыми координатами стой ки по отношению к оси абсцисс будут —{ч>2 —Ч>\) и —(^ 3 —ф\). Положение шарнира С является определенным по отношению к стойке и его можно найти путем построения заданных углов 7 ь 725 73 (точки С ь С2 , Сз). Длина шатуна ВС для трех заданных положений одна и та же (ВС = ВС{> i = 1 , 2 , 3), по этому точки С должны находиться на окружности, описанной из центра В . Следовательно, положение неизвестной точки В можно определить, если точки С{ соединить двумя прямыми С1 С2 и С2 С3 , провести через их середины £ 12, #23 перпенди куляры и найти точку пересечения последних. При аналитиче ском решении для получения формул координат ж,*, у{ точек С{ кинематическая цепь AD{C{ представлена в виде суммы двух векторов: /4 и /3 . Координаты точек С{ определяются проек циями указанной цепи на координатные оси:
Х{ = |
/ 4 c o s ( v ? j - |
(pi) + h c o |
s [ 7i - |
(Pi - ¥ > 1 ) ] ; |
|
Vi = |
- / 4 sin(v?i - |
(pi) + h sin[7 ,- - |
{(fii ~ |
‘Pi)]- |
|
Координаты точки В найдем из системы уравнений ок |
|||||
ружности, описанной из центра В радиусом /2 : |
|
||||
(xt - хв ) 2 + (Vi - |
У В ? = l l |
г = |
1,2, 3. |
(13.10) |
Система (13.10) трех уравнений с тремя неизвестными х #, у В и h после несложных преобразований для исключения х^ и у ^ сводится к линейной.
По координатам хв^Ув определяют исходные параметры кинематической схемы механизма:
(13.11)
длину шатуна ВС
(13.12)
(как расстояние между точками В (х в ,у в ) и C i(zbffi)); начальную координату входного звена
Ч>\ = arctg(2/5 /a:5 ). |
(13.13) |
Кривошипно-ползунный механизм. Проектирование схемы данного механизма по трем положениям входного и выходного звеньев производят в системе координат Ах у (рис. 13.7) аналогично синтезу четырехшарнирного механиз ма. Задача сводится к определению неизвестных длин звеньев /l и /2 , а также угловой координаты у>\ звена 1 при заданных внеосности (эксцентриситете) е, трех линейных координатах точки С ползуна X Q I, ^С2> х СЗ и углах поворота звена 1 по отношению к его начальному (первому) положению <^2 - <£1 и
¥>3 - ¥>1 -
В
х
Рис. 13.7